有机硅材料因其拥有优异的耐高温性、稳定的化学性质和生物相容性等特性，被广泛应用于增材制造、涂料、薄膜和柔性电子等行业。然而，有机硅材料的传统成型工艺如注塑、模压等办法，很难满足行业针对有机硅材料的个性化定制、智能结构以及多功能应用的需求。
3D打印技术，又叫作为增材制造，因多材料兼容性、个性化定制和集成制造等能力而适用于制造各样智能结构，给智能结构的快速成型供给了一种经济有效的处理方法。因此呢，将有机硅材料与3D打印技术相结合，可快速制备出拥有繁杂结构的有机硅制品，可大大拓展有机硅材料的应用行业。
（一）期刊科研
1.紫外线辅助挤出有机硅材料，明显提高力学性能与等向性
科研标题：Ultraviolet-assisted material extrusion of silicones with largely enhanced mechanical properties and isotropy
发布刊物：Additive Manufacturing（2024-01）
科研团队：中国工程理学科研院，耿呈祯团队
科研内容：该文案重点介绍了一种新型的3D打印技术，用于打印有机硅弹性体复合材料。这项技术经过紫外辅助材料挤出（UV-assisted material extrusion）3D打印UV诱导的铂催化硅氢加成有机硅复合材料，处理了传统3D打印技术中存在的有些局限性，如制品机械强度差和材料挤出的流变学需求冲突。科研发掘，UV辅助能够加强打印过程中的形状保持能力，并且所得到材料的机械性能几乎加强了近一个数量级。这种材料既能够UV固化亦能够热固化，经过调节固化技术能够掌控材料的拉伸、撕裂和松弛性能。另外，UV固化的有机硅复合材料相比热固化的复合材料展现出更高的机械各向同性，有助于减少3D打印制品固有的各向异性问题。
2.4D打印拥有负刚度效应的细胞状硅酮材料以加强能量吸收与冲击守护
科研标题：4D printing of cellular silicones with negative stiffness effect for enhanced energy absorption and impact protection
发布刊物：Composites Part B-Engineering（2024-08）
科研团队：中国工程理学科研院，张亚玲团队
科研内容：文案介绍了一种新型的3D打印硅胶泡泡材料，这种材料拥有分层多孔结构，并且能够实现4D打印，即在打印出的形状基本上还能随时间变化或外界刺激（如温度变化）出现形状变化。科研团队经过直接墨水写入技术，将含有热膨胀微球的复合硅胶墨水做为发泡剂，制造出弯曲多孔硅胶泡泡。这些微球在加热时膨胀，形成多孔结构，从而实现材料的弯曲曲率和定制的机械性能。另外，由堆叠的双层细丝构成的硅胶在压缩下表现出负刚度特性，加强了能量吸收能力，这种特性能够经过区别的打印结构设计进行微调。这种材料在能量耗散、减震以及守护拥有弯曲形状的物体方面表示出了潜在的应用价值，尤其是在需要形状变化和特定机械性能的应用中。
3.3D打印硅胶中的静电耗散
科研标题：Electrostatic Dissipation in 3D-Printable Silicone
发布刊物：ACS Applied Materials & Interfaces（2024-09）
科研团队：美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室，Armas, Jeremy A.团队
科研内容：科研人员将单壁碳纳米管（CNTs）融入3D可打印硅氧烷弹性体中以实现静电耗散。对复合材料进行了表征，重点关注了在区别CNT加载量下，硅氧烷的流变性和机械性能怎样受到影响。同期，亦对材料的电性能进行了表征，目的是研发出能够有效耗散静电的材料。科研结果显示，即使是低含量（少于1重量百分比）的CNTs亦能被充分分散到能够3D打印的硅橡胶树脂中，况且这种材料在静电耗散方面表现出明显的改善，即经过降低电阻率来实现，同期对其机械性能的影响很小。
4.新型快速固化硅胶油墨，用于单步、无支撑高、悬垂和高纵横比结构的3D打印
科研标题：Novel Fast Cure Silicone Inks for Single-Step, Support-Free 3D Printing of Tall, Overhanging, and High Aspect Ratio Structures
发布刊物：Advanced Materials Technologies（2024-10）
科研团队：美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室，Izard, Anna Guell团队
科研内容：文案介绍了一种新型的快速固化有机硅墨水，它使得直接墨水写入（DIW）3D打印技术能够制造出繁杂的三维结构。这种墨水是双组分混合物，包括催化剂和交联剂，经过在线混合和共挤出的方式生产有机硅结构。因为交联功效，挤出的线束能够快速硬化，从而加强了自支撑能力，使得能够制造出高、悬垂或薄壁结构，这些结构在传统技术下是难以实现的。这种快速固化墨水的优良在于，它不需要额外的固化机制或悬浮浴，就能实现结构的快速凝胶化和硬化，从而制造出拥有优异形状保持性的结构。
5.用于岩石重建的高强度和高脆性3D打印的纳米SiO2改性光敏树脂的研发及力学性能科研
科研标题：Development and mechanical properties of nano SiO2 modified photosensitive resin for high-strength and high-brittleness 3D printing in rock reconstruction
发布刊物：Construction and Building Materials（2024-10）
科研团队：大连理工大学，赵丹晨团队
科研内容：文案探讨了3D打印技术在岩石工程行业的应用潜能，尤其是在精确重构岩石内部结构特征方面。针对当前打印材料与自然岩石力学特性不符的问题，科研人员采用硅烷偶联剂改性纳米SiO2粉末，经过特定配比制备出高强度、脆性接近天然岩石的3D打印材料。另外，结合CT扫描技术，科研还展示了样品的结构和力学性能能够被有效复制。这寓意着这种3D打印材料能够精确重构出拥有高强度和高脆性的岩石结构，为岩石工程中的3D打印应用供给了重要的参考。
（二）专利科研
1.经过增材制造工艺实现有机硅制品的均匀固化
瑞士斯派克塑胶股份机构申请专利“制备3D打印有机硅的办法”（WO2022/008721），于2024年5月10日在中国公开，当前处在“已授权”状态。该专利提出了一种制备3D打印有机硅制品的办法，经过增材制造工艺结合后固化处理，实现了制品的均匀固化，尤其适用于很强体积的制品，保证了各向同性的机械性能。该办法首要基于3D模型制备预制品，而后运用含有特定有机硅结构单元、交联剂和自由基光诱发剂的增材制造组合物进行打印。后固化过程包含热促进自由基固化或硅醇缩合固化，以加强制品的机械性能和热性能。组合物中硫醇基团与烯基基团的比率掌控在0.5:1至5:1之间，以优化制品性能。最后得到的3D打印有机硅制品拥有高硬度、强度和延展性，适用于多种应用场景。
2.运用挤出式3D打印机和3D喷射打印机的增材制造可溶性有机硅弹性体制品
埃肯有机硅（上海）有限机构申请专利“用于增材制造的可溶性支撑件材料”（WO2021/134481），于2024年8月6日在中国公开，当前处在“已授权”状态。该专利公开了一种3D打印有机硅弹性体制品的办法，适用于运用挤出式或喷射式3D打印机进行增材制造。该办法触及运用一种特殊的支撑件材料组合物V，其由聚有机硅氧烷A、聚醚或含聚醚结构的聚合物B以及二氧化硅C构成。这些材料一起保证了在打印过程中支撑件的稳定性，同期在后续过程中能够轻易地经过溶解于溶剂或机械方式去除。打印过程包含首要打印支撑件，随后打印有机硅弹性体制品的前体，接着经过加热或紫外光固化等手段使前体交联形成最后制品。另外，该专利还涵盖了经过这种办法制造的有机硅弹性体制品，以及支撑件材料在3D打印中的应用。这种办法准许生产拥有繁杂几何形状和光滑表面的有机硅弹性体制品，适用于广泛的工业和医疗应用。
3.3D打印用高性能有机硅树脂
深圳市纵维立方科技有限机构申请专利“3D打印用有机硅树脂及制备办法”（CN117887012A），于2024年6月14日首次公开，当前处在“审核中”状态。该专利描述了一种专为3D打印设计的有机硅树脂及其制备办法。该树脂由有机硅-聚氨酯-丙烯酸树脂嵌段聚合物和有机硅树脂基胶等关键成份构成，经过特定的化学反应过程制备而成。其中，嵌段聚合物是经过羟基硅油、异氰酸酯等原料反应得到，而基胶则是经过加入无机粉体和硅烷偶联剂等进一步制备。另外，还添加了活性稀释剂和光诱发剂以调节树脂的打印性能和固化特性。全部制备过程包含多个加热、搅拌和降温过程，最后经过过滤得到所需的有机硅树脂。这种有机硅树脂拥有较高的拉伸强度、良好的抗撕裂性、回弹性、耐高低温性能，并且固化速度快、气味小、收缩率低、打印精度高，展现出优异的打印性能。
4.制备3D打印透明氧化硅气凝胶材料
东华大学申请专利“3D打印凝胶墨水及其制备办法、应用和3D打印透明氧化硅气凝胶材料的制备办法”（CN117623322A），于2024年3月1日首次公开，当前处在“审核中”状态。该专利制备的凝胶墨水由有机硅氧烷、表面活性剂、含酸水溶液和碱催化剂等组分制备而成，经过特定的制备流程，包含溶胶凝胶反应和酸碱催化调节，实现了直接书写成型。该制备办法工艺简单，能够调控凝胶墨水的流变性能，加强3D打印透明氧化硅气凝胶材料的透明性和隔热性能，处理了现有技术中3D打印气凝胶材料隔热性能不良和透明性下降的问题。
5.基于气凝胶粉体的异形绝热件的3D打印制造隔热保温零件
中化学华陆新材料有限机构申请专利“一种基于气凝胶粉体的异形绝热件的3D打印制造办法”（CN117326820A），于2024年9月27日首次公开，当前处在“已授权”状态。该专利技术利用3D喷墨打印技术，经过喷洒粘结剂对改性后的疏水二氧化硅气凝胶粉体进行逐层打印，制造繁杂结构的隔热保温零件。该办法包含改性气凝胶粉体、3D打印异形气凝胶绝热件、热处理以及喷涂守护层等过程。经过调节改性剂和粘结剂的种类以及粉体与粘结剂的比例，能够满足区别力学性能需求的隔热保温件的需要。
