定制化材料

 

　　用戶對材料的特定需求也可以拉動3D打印技術在生產(chǎn)中的應用，工程師在設計的早期階段就考慮材料選用和制造工藝，并從概念設計到具體和最終詳細設計階段作為設計內(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打印材料設計師可以通過改變材料的韌性、彈性、導電性等性能設計出滿足用戶生產(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行減振的應用，例如運動器材、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)客戶的目標應用需求提供定制的聚合物基復合材料。

 

　　多材料與功能化

 

　　目前的3D打印技術主要是打印單一的材料和制造單獨的零部件，在打印完成之后與其他零部件裝配在從而形成完整的機械或電子產(chǎn)品。多材料3D打印技術的出現(xiàn)，可以同時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打印技術已在電子產(chǎn)品的制造領域得到應用。例如Voxel8 3D打印機，可以在一次打印中交替進行電子產(chǎn)品塑料外殼的打印與金屬導電電路的打印，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)出可在室溫下進行打印并迅速固化的導電油墨材料是實現(xiàn)這一應用的關鍵。

 

　　可以說多材料正在引領從塑料到金屬發(fā)展趨勢，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計大學開創(chuàng)的3D打印熱響應性聚合物材料，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，只要把對象放回他們的響應溫度下，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)療和太空探索領域具有應用前景，包括軟性驅(qū)動器、藥物膠囊、太陽能板角度調(diào)節(jié)器等；

弗吉尼亞理工大學通過微光固化技術打印了毫米大小的3D對象，材料是離子液體制成的導電聚合物。打印對象小到25μm，潛在的應用涉及到人類細胞。事實上，這種技術可以讓工程師打印導電元件甚至組織支架；

 

　　約翰霍普金斯大學的研究人員研發(fā)出了一個成功的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打印技術創(chuàng)建所需的形狀；

 

　　Additive Elements研發(fā)了食品級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環(huán)境無害；美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）與加州大學圣克魯茲分校的科學家們通過3D打印石墨烯超級電容讓定制化電子產(chǎn)品成為可能；

 

　　澳大利亞斯威本大學（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用廣泛的能源存儲技術（從技術上講，是一種超級電容器），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實驗室發(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打印出來的，通過將3D打印的精度控制到極其細微的程度。這對于動力學是個創(chuàng)新領域，改變了以往我們需要電機或者其他的動力裝置才能使得物體發(fā)生移動的現(xiàn)狀；

 

　　美國賓夕法尼亞州立大學的科學家使用3D打印技術制作的離子交換膜模型是第一個可以定量降低交換膜電阻的模型。只需一個簡單的并聯(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大學找到了代替熔融長絲的3D打印復合材料的方法，該方法是基于光敏樹脂技術的3D打印技術。通過超聲波用來誘導材料的微觀結(jié)構(gòu)排列，通過激光束用來固化環(huán)氧樹脂。