3D打印泡沫材料的突破可能有助于推进和改进潜艇，使水下工艺品能够在更大的深度上进行探索。

来自纽约大学Tandon工程学院的材料科学研究人员团队开发了一种3D打印语法泡沫的方法，这种复合材料用于汽车，飞机，船舶和潜艇制造业的一系列应用。

复合泡沫材料由微小空心陶瓷或玻璃球与环氧树脂或塑料树脂材料的混合物组成。这种材料在制造业中很受欢迎，因为它的强度，重量和轻便性都令人难以置信。 （可以理解，这三个特点使得它在潜艇生产中特别有用。）

纽约大学的科学家们认为，3D打印语法泡沫的能力可以使更复杂的部件的生产具有更好的抗压性和物理性能，从而改进目前使用的注塑成型泡沫塑料部件的方法。

注塑泡沫塑料虽然效果很好，但要求在成型后要连接和连接部件，正如研究人员所说的那样，“引入薄弱环节”。另一方面，增材制造将使3D打印成为可能。复杂的部件，从而提高了部件的整体强度。

3D打印语法泡沫的工作原理是什么？令人惊讶的是，研究团队能够开发出可以使用现成的3D打印机进行处理的复合泡沫丝。

就长丝开发而言，这是一个比较复杂的问题。正如该小组在最近发表的一项研究中解释的那样，在创建3D可打印的灯丝方面面临着一些挑战，包括阻止泡沫的微球体在打印过程中被破坏或堵塞打印机喷嘴。

最后，他们创造了一种由高密度聚乙烯塑料（HDPE）制成的可印刷长丝和由回收的粉煤灰（煤燃烧的废副产品）组成的微球体。除了可印刷性外，复合泡沫材料也是完全可回收的。

该项目的机械和航空航天工程副教授Nikhil Gupta解释说：“我们的重点是开发一种可用于商业打印机的灯丝，而不需要改变打印机的硬件。”参与该项目的许多参数影响印刷过程，包括印版材料，温度和印刷速度，找到一套最佳的印刷条件是使高质量印刷成为可能的关键。

开发长丝的一个关键要素是找到空心微球适当的尺寸，使其能够容易地穿过打印机喷嘴而不会堵塞。最终，微球体的直径范围为0.04毫米至0.07毫米，通过标准的1.7毫米打印机喷嘴。

此外，科学家们不得不弄清楚如何将HDPE树脂与微观结构混合在一起，不会完全破坏和压碎中空形状。

Gupta的博士生和研究负责人之一的Ashish Kumar Singh说：“我们希望添加尽可能多的空心颗粒，以使材料更轻，但颗粒数量更多意味着更多的颗粒会在加工过程中破裂。 “首先在长丝制造过程中，然后在3D打印过程中，空心颗粒的存活需要大量的过程控制。”

令人印象深刻的是，3D打印的复合泡沫材料已经表现出优异的性能，据报道在拉伸强度和密度方面与注塑部件相当。 Singh补充说：“结果表明，3D打印的复合泡沫组件的性能与广泛使用的相同材料的传统注塑件相当。

目前，该团队正在优化可在特定深度运行的潜艇的发展材料。

这项研究最近在JOM杂志，“矿物学报”，“金属与材料学会”上发表了两篇独立的论文：“句法泡沫的增材制造：第一部分：花丝的开发，性能和回收潜力”和“句法增材制造泡沫：第2部分：试样印刷和机械性能表征。

纽约大学Tandon机械工程系的团队与来自印度Surathkal的卡纳塔克邦国家技术研究所的一个团队合作。