1月26日，粘合剂喷射成型（binder jet）3D打印系统开发商ExOne宣布与美国能源部下属橡树岭实验室（ORNL）达成协议，即利用其开发的3D打印系统实现铝渗透碳化硼轻型金属陶瓷部件的商业化生产，该材质部件可以广泛用于制备如准直器、中子成像元件，以及用来偏转或吸收能量的屏蔽设备等。

小型3D打印中子准直器，降低了成本和制造时间，并能进行新型实验

（图片来源：ORNL）

粘合剂喷射成型技术是一种开创性的3D打印工艺，它使用数字文件将粘合剂快速喷墨到粉末颗粒（金属、沙子或陶瓷）层中，一次只生成一层固体零件。当印刷金属时，最后的部分可以制成一个固体物体。在此过程中，其他材料也可以渗入零件中。其好处在于成型过程中没有残余应力的产生，但同时缺点是初始密度低，烧结件不够致密。

打印过程中，粉末状碳化硼与液体粘合剂混合，并分层到准直器复杂的原型设计中。ORNL小组随后用氰基丙烯酸酯（一种工业粘合剂）或铝填充零件。与氰基丙烯酸酯相比，铝版本增加了结构和强度，同时减少了碳氢化合物的存在，而碳氢化合物会干扰中子的流动。

传统方法对打印部件的形状限制很难生产中子吸收设备中的准直器等组件，橡树岭技术团队开发制定的流程则可以让B4C部件像海绵一样吸收浸润铝，最终得到的金属陶瓷复合材料具备高强且轻便（优于青铜）的特性，同时利用B4C的中子吸收特性，可以使部件用于中子散射仪器中，捕捉到原子水平的数据。

编译 YUXI