幾天前,來自阿布扎比馬斯達科學與技術研究所的研究人員就提交了一份專利申請一個引人注目的3D打印。應用程序對象是一種3D打印超級輕量級的“結構性泡沫”建設的新方法。“結構性泡沫”結構可以使用各種材料,包括塑料和合成材料。
創新技術顛覆傳統3D印刷材料
“結構性泡沫”結構可以使用各種材料,包括塑料和合成材料
由于其獨特的蜂窩結構,3 d印刷結構可能在航空航天領域,醫療和汽車行業是用來制造機器。他們甚至可以被編程來實現良好的熱、電和機械性能,為其廣泛應用奠定了基礎。
設備和材料工程研究所副教授拉希德Abu Al -摩擦教授解釋說,他們的泡沫結構的關鍵在于其內部幾何的3 d打印,或也稱為內部結構。類似于提供支持力量和平衡的巨大鋼結構梁和柱子的埃菲爾鐵塔,蜂窩結構里面90%是由空氣幾何結構來實現權力的支持。
“我們沒有創建新材料,恰恰相反,我們只是在重建現有的材料,如鋼鐵和塑料。通過改變材料的內部幾何,我們可以實現的特性,如硬度、導電性、孔隙度等。”Abu Al -摩擦教授說。他們利用計算機模型來生成成千上萬的不同種類的泡沫結構,和每個人都有一個獨特的幾何特性。
甚至多孔泡沫結構可以通過計算機模型,這將是完美的選擇控制氣體和液體的流動分布。研究者認為,它也可以用于石油和天然氣的控制、海水淡化、廢水處理等。
“泡沫結構可以用來提高氣體流量,最大限度的提高催化轉換器的轉換效率來減少溫室氣體的排放產生的汽車引擎。“教授Oraib Al - Ketan補充道。
泡沫結構,當然,建筑本身是極其復雜的,因此施工是非常困難的。3 d打印技術已經改變了幾何慣例,和泡沫3 d打印3 d打印技術在這方面走得更遠。從納米級精度比人的頭發細一萬倍的宏觀尺度的測量(毫米),3D打印讓一切皆有可能。
“如何設計的材料,我們已經形成了一種模式。目前,人們根據現有的材料化學成分、結構和相應的特征來設計材料。當我們首先關注你需要在你的申請材料屬性,然后應用我們的獨家設計方法優化材料和其內部幾何結構,從而得到所需要的特性。“Abu Al -摩擦教授說。
小組認為,他們的3 d印刷結構可以使任何依賴于超強輕量級導電材料行業更為高效,諸如能源、水和石油和天然氣工業。
三菱正在開發五軸材料制造技術
三菱電機研究實驗室(烏鶇)使用5軸增加材料制造技術- 5 d印刷強度比傳統的3到5倍3 d印刷部分。
所謂五軸材料制造,即3 d打印頭運動超出3 X / Y / Z軸添加兩個軸控制打印的床上運動,也是印刷床上可以來回傾斜,以便把軸的總數增加到五個。此外,這些五軸3 d打印機操作模式也不同于我們共同的3 d打印機,不再整齊疊整齊層的材料。
高級首席研究科學家威廉·烏鶇Yerazunis最近進行了一項實驗顯示在哪里5軸增加福利。首先使用三菱的專家標準3 d打印機(三軸)打印一個小塑料蓋的壓力。因為它的層次結構,均勻明顯弱于這3D打印機的蓋子注塑產品。所有層的蓋子是平的,壓力沿軟弱層間高度容易拉開蓋子。
Yerazunis, 然而,仍然使用相同的3D打印機和材料可以有效地改善3 d印刷部件的強度。秘密是采用五軸增加材料制造改變每層沉積方法。為了證明這一點,Yerazunis和他的團隊用他們的“5 d打印”的方法來使用相同的CAD模型,使封面相同的壓力,有較強的結構。
“如果我們考慮的內力,每一層的沉積物質從飛機上到壓力蓋表面的最大應力線,我們可以把它放在我的力量增加3 - 5倍,和使用的材料是下降了25%。”Yerazunis說。
正如所料,5D印刷壓力帽比3D印刷壓力相同形狀的覆蓋更好:3D印刷壓力帽能夠抵抗約0.1 MPa的壓力,而壓力蓋了5軸添加材料能夠承受3.7 MPa的壓力。這是大大增加了強度,同時減少材料的使用。
“但5 d打印需要大量的分析,它需要知道印刷部分的目的。”Yerazunis說。“但是當你可以使用它來增加組件的強度的5倍,這值得做出一些改變。”
