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3D打印行業(yè)幾大全新前沿技術解析

2016/7/27 9:24:41 次瀏覽

行業(yè)技術水平的發(fā)展一直是業(yè)內(nèi)人士熱切關注的話題之一。如今的3D打印技術廣泛涉獵，在各行各業(yè)都不斷產(chǎn)生新的突破，更因此開辟了更為廣闊的行業(yè)市場。每一次新技術的成功開發(fā)，都令時刻關注著行業(yè)進展的人們欣喜若狂。今天，為了滿足廣大技術宅的愿望，小編列出了全新問世的幾大新技術！

MIT科學家開發(fā)出3D打印可編程毛發(fā)的技術

在這個無物不可以3D打印的時候，毛發(fā)似乎更加不在話下。但是，由麻省理工學院（MIT）媒體實驗室的有形媒體集團3D打印而成的這種毛發(fā)可不只是在塑料上增加了柔軟的觸感那么簡單。這種材料可以通過編程用于一連串令人意想不到的實際應用。據(jù)了解，這個新奇的項目被稱為Cilllia（是的，中間是3個L），是研究人員們受到真正毛發(fā)的啟發(fā)而研發(fā)的。眾所周知，生物的毛發(fā)不僅有裝飾的作用，而且還能夠保溫，并且摸起來也很舒服。而有形媒體集團的學家們開發(fā)出了一個特別的軟件，可以快速定義頭發(fā)的角度、厚度、密度和高度。

然后，通過這個軟件，他們能夠在平面或者曲面上以50微米的分辨率制作出毛發(fā)狀的結構。在那之后，事情就變得真正有趣了。“3D打印毛發(fā)狀結構的能力為個人制造和互動設計開辟了新的可能性。”研究團隊在一篇介紹Cilllia的論文中如是說。研究人員們制造了幾個玩具，其中包括一個帶LED燈的毛絨絨的兔子，當然兔子表面的毛是3D打印的，當您從不同的角度撫摸兔子的時候，LED等會亮起不同的顏色；此外還有幾個小芭蕾舞者，他們的足底打印著的頭發(fā)使其能夠在一個特制的音箱表面旋轉，旋轉的速度取決于頭發(fā)的角度。

此外，覆蓋著毛發(fā)的底部可以組合也可以分開。由于毛發(fā)是可以編程的，研究團隊甚至可以用它來制作出具有粘力的鑲板。另外，研究人員還可以用經(jīng)過編程的毛發(fā)制造手指滑動傳感器和被動性的致動器。比如他們把毛發(fā)打印在一個小風車的中間，使其能夠對振動產(chǎn)生回應，然后將這個小風車固定到智能手機上，就可以通過手機的震動旋轉風車的葉片，非常有趣。

哈佛最新技術可直接在空中“繪制”3D金屬對象

日前，哈佛大學下屬的Wyss生物工程研究所JohnA.Paulson工程和應用科學院（SEAS）的科學家們開發(fā)出了一種3D打印復雜金屬對象的新技術，這種技術能夠像3D打印筆那樣在空中直接“繪制”3D金屬對象。這是一種激光輔助的直接墨水書寫技術，目前與之相關的研究論文已經(jīng)于2016年5月16日被在線發(fā)表在了《美國國家科學院學報（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）》上。據(jù)了解，該技術可以在沒有任何輔助支撐材料的情況下一步打印出獨立的微觀金屬3D結構。據(jù)了解，這項研究的負責人是Wyss研究所的JenniferLewis教授，她同時也是SEAS的HansjrgWyss生物工程教授。

據(jù)悉，Lewis的團隊在這項技術中使用的是一種含有納米銀粒子的墨水，這種墨水被送至打印噴嘴處，然后研究人員使用一種經(jīng)過編程的激光在其剛剛擠出時對其進行退火，該激光的強度經(jīng)過專門計算，剛剛能夠導致該墨水的固化。此外，其打印噴嘴沿X、Y和Z軸移動，結合旋轉的構建平臺，可以實現(xiàn)任何曲率的自由曲面。通過這種方式，微型的半球、螺旋圖案、甚至由頭發(fā)絲寬的銀質(zhì)導線組成的一只蝴蝶可以在幾秒鐘內(nèi)被打印出來。而且打印的導線表現(xiàn)出了優(yōu)良的導電率，幾乎可以與散裝銀相匹配。

據(jù)傳統(tǒng)上用于制備導電金屬結構的3D打印技術相比，激光輔助直接墨水書寫技術不僅在一步打印曲線和復雜的線形圖案的能力上更加出色，而且具有感應本地激光加熱的能力，可以將導電銀導線直接打印在低成本的塑料基材。根據(jù)這項研究的第一作者，Wyss研究所的博士后研究員MarkSkylar-Scott稱，這項技術最大的挑戰(zhàn)在于如何優(yōu)化激光與噴嘴間隔的距離。“在打印期間，如果激光太接近噴嘴的話，熱能會上溯從而導致固化的墨水堵塞噴嘴。”kylar-Scott說：“為了解決這個問題，我們根據(jù)給定銀線圖案的溫度分布生成了一個熱傳導模型，并通過這個模型來調(diào)節(jié)打印速度和和噴嘴與激光的距離，從而可以精確地控制“空中”的打印過程。”最終的結果是該技術不僅能夠制造出各種金屬的曲線、螺旋，以及尖銳的轉角，并且可以直接用銀墨水在稀薄的空氣中“書寫”，從而為那些依賴于定制化的金屬結構的電子和生物醫(yī)學設備帶來了無限的可能。除了Lewis和Skylar-Scott,之外，SumanGunasekaran也是本研究的一位合著者。Gunasekaran是在SEAS學習化學和物理學的一位本科研究員。這樣研究得到了美國能源部、科學辦公室和基本能源辦公室的支持。

可進行自動控制的快速等離子沉積3D打印技術

關于自動化與激光近凈型（LENS）技術的結合，日本大隈的Fastems的柔性制造自動化單元：含有三臺RPM的激光沉積機（近凈型激光成型技術）與一臺大隈的MU-6300V五軸立式加工中心，這一技術是送金屬粉的激光近凈型技術。現(xiàn)在，NorskTitanium（挪威鈦）正在與博世力士樂合作以將其快速等離子沉積？技術推進自動化制造領域，而這一技術是送金屬絲的等離子近凈型技術。NorskTitanium（挪威鈦）號稱為航空制造業(yè)而生、將重寫鈦合金產(chǎn)品的制造歷史的快速等離子沉積？技術到底是怎樣的？

之前空客位于德國的工廠PremiumAerotec在對NorskTitanium（挪威鈦）的快速等離子沉積？技術進行設備測試，準備通過該技術來生產(chǎn)A350XWB飛機上的鈦合金零件。面臨著像空客這樣的生產(chǎn)商產(chǎn)業(yè)化的需求，NorskTitanium（挪威鈦）需要開拓其設備接入自動化的配置以滿足激增的歐洲和美國市場訂單。NorskTitanium（挪威鈦）最近經(jīng)歷了一些工廠的擴建計劃來滿足客戶增加訂單的需求。博世力士樂的定制化解決方案通過10個伺服軸為NorskTitanium（挪威鈦）的快速等離子沉積？(RapidPlasmaDeposition-RPD)運動控制涉及到的部件來提供運動控制，實現(xiàn)多個等離子弧焊的實時控制以及其他功能。

NorskTitanium（挪威鈦）的CEOWarrenM.BoleyJr認為博世力士樂的PLC變頻控制器有效支持NorskTitanium（挪威鈦）航空領域的客戶對絕對精度和可擴展性的需要，基于博世力士樂的技術，NorskTitanium（挪威鈦）更加容易擴展其雄心勃勃的計劃，在北美建立其巨大的市場競爭力。鍛造技術在航空制造領域已應用多年，主要用于制造飛機、發(fā)動機承受交變載荷和集中載荷的關鍵和重要零件。飛機上鍛件制成的零件重量約占飛機機體結構重量的20%~35%和發(fā)動機結構重量的30%~45%。目前在航空制造領域，金屬3D打印技術沒有廣泛應用于高端裝備的制造，只在小范圍內(nèi)作為：包括飛機結構件一體化制造（翼身一體）、重大裝備大型鍛件制造（核電鍛件）、難加工材料及零件的成形、高端零部件的修復（葉片、機匣的修復）等傳統(tǒng)鍛造技術無法做到的領域。

在航空航天領域，材料往往是昂貴的。快速等離子沉積技術比鍛造更能節(jié)約至少50％的材料去除需求。而對于完成后期加工任務的機床來說，更少的材料去除需求也意味著更少的刀具、冷卻液消耗，更快的加工時間，以及更快的設備投資回收周期。