定制化材料

 

　　用戶對(duì)材料的特定需求也可以拉動(dòng)3D打印技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，工程師在設(shè)計(jì)的早期階段就考慮材料選用和制造工藝，并從概念設(shè)計(jì)到具體和最終詳細(xì)設(shè)計(jì)階段作為設(shè)計(jì)內(nèi)容而加以考慮和確定，如果涉及到使用3D打印工藝，那么3D打印材料設(shè)計(jì)師可以通過改變材料的韌性、彈性、導(dǎo)電性等性能設(shè)計(jì)出滿足用戶生產(chǎn)需求的材料。

 

　　Graphene 3D Lab公司推出一種石墨烯復(fù)合材料G6－Impact3D打印絲材，配方中含有HIPS樹脂、碳纖維和石墨烯納米顆粒，適用于那些需要在剛性表面進(jìn)行減振的應(yīng)用，例如運(yùn)動(dòng)器材、電力工具手柄、汽車零部件和航空航天部件等。Graphene 3D Lab可以根據(jù)客戶的目標(biāo)應(yīng)用需求提供定制的聚合物基復(fù)合材料。

 

　　多材料與功能化

 

　　目前的3D打印技術(shù)主要是打印單一的材料和制造單獨(dú)的零部件，在打印完成之后與其他零部件裝配在從而形成完整的機(jī)械或電子產(chǎn)品。多材料3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，可以同時(shí)完成塑料和金屬材料的3D打印，有望一次性制造出完整的產(chǎn)品。

 

　　據(jù)了解，這類3D打印技術(shù)已在電子產(chǎn)品的制造領(lǐng)域得到應(yīng)用。例如Voxel8 3D打印機(jī)，可以在一次打印中交替進(jìn)行電子產(chǎn)品塑料外殼的打印與金屬導(dǎo)電電路的打印，在打印中可以插入電子元器件并繼續(xù)完成打印，從而一次性實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的外殼制造與產(chǎn)品內(nèi)部的電路互聯(lián)，直接制造出功能性的電子產(chǎn)品。研發(fā)出可在室溫下進(jìn)行打印并迅速固化的導(dǎo)電油墨材料是實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用的關(guān)鍵。

 

　　可以說多材料正在引領(lǐng)從塑料到金屬發(fā)展趨勢(shì)，并在打印的過程中賦予了產(chǎn)品更巧妙的功能。這其中就包括：

 

　　麻省理工和新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)開創(chuàng)的3D打印熱響應(yīng)性聚合物材料，能夠記得原來的形狀，即使被暴露在極端壓力和扭轉(zhuǎn)彎曲成無用的形狀，只要把對(duì)象放回他們的響應(yīng)溫度下，立即在幾秒鐘內(nèi)回到原來的形式。這種材料在太陽能、醫(yī)療和太空探索領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，包括軟性驅(qū)動(dòng)器、藥物膠囊、太陽能板角度調(diào)節(jié)器等；

弗吉尼亞理工大學(xué)通過微光固化技術(shù)打印了毫米大小的3D對(duì)象，材料是離子液體制成的導(dǎo)電聚合物。打印對(duì)象小到25μm，潛在的應(yīng)用涉及到人類細(xì)胞。事實(shí)上，這種技術(shù)可以讓工程師打印導(dǎo)電元件甚至組織支架；

 

　　約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員研發(fā)出了一個(gè)成功的3D打印材料配方：混合至少30％粉碎的天然骨粉與一些特殊的人造塑料，并通過3D打印技術(shù)創(chuàng)建所需的形狀；

 

　　Additive Elements研發(fā)了食品級(jí)材料由專門的惰性材料和原材料主城，而且可完全回收并且對(duì)環(huán)境無害；美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）與加州大學(xué)圣克魯茲分校的科學(xué)家們通過3D打印石墨烯超級(jí)電容讓定制化電子產(chǎn)品成為可能；

 

　　澳大利亞斯威本大學(xué)（Swinburne University）的研究人員通過3D打印石墨烯薄片，發(fā)明了一種全新而且應(yīng)用廣泛的能源存儲(chǔ)技術(shù)（從技術(shù)上講，是一種超級(jí)電容器），可容納更大的電荷能量，并且在一秒鐘內(nèi)完成充電；

 

　　蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的“納米液滴”3D打印，能夠以金、銀納米顆粒為原料3D打印出超薄的“納米墻；

 

　　加利福尼亞州Malibu的HRL實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了可兼容與光固化／3D打印的樹脂配方，這種樹脂在3D打印后經(jīng)過過火可以生成致密的陶瓷部件，為航天軍工應(yīng)用打開了潛能空間；

 

　　MIT研發(fā)的Cilllia毛發(fā)是通過光敏樹脂固化的技術(shù)打印出來的，通過將3D打印的精度控制到極其細(xì)微的程度。這對(duì)于動(dòng)力學(xué)是個(gè)創(chuàng)新領(lǐng)域，改變了以往我們需要電機(jī)或者其他的動(dòng)力裝置才能使得物體發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)狀；

 

　　美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家使用3D打印技術(shù)制作的離子交換膜模型是第一個(gè)可以定量降低交換膜電阻的模型。只需一個(gè)簡單的并聯(lián)電阻模型就可以描述這些圖案在降低這些新型膜的電阻方面發(fā)揮的影響；

 

　　英國Bristol大學(xué)找到了代替熔融長絲的3D打印復(fù)合材料的方法，該方法是基于光敏樹脂技術(shù)的3D打印技術(shù)。通過超聲波用來誘導(dǎo)材料的微觀結(jié)構(gòu)排列，通過激光束用來固化環(huán)氧樹脂。