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　　幾天前,來自阿布扎比馬斯達(dá)科學(xué)與技術(shù)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(yīng)用程序?qū)ο笫且环N3D打印超級輕量級的“結(jié)構(gòu)性泡沫”建設(shè)的新方法。“結(jié)構(gòu)性泡沫”結(jié)構(gòu)可以使用各種材料,包括塑料和合成材料。

　　
           創(chuàng)新技術(shù)顛覆傳統(tǒng)3D印刷材料

      “結(jié)構(gòu)性泡沫”結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),3 d印刷結(jié)構(gòu)可能在航空航天領(lǐng)域,醫(yī)療和汽車行業(yè)是用來制造機(jī)器。他們甚至可以被編程來實現(xiàn)良好的熱、電和機(jī)械性能,為其廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

　　設(shè)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(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于其內(nèi)部幾何的3 d打印,或也稱為內(nèi)部結(jié)構(gòu)。類似于提供支持力量和平衡的巨大鋼結(jié)構(gòu)梁和柱子的埃菲爾鐵塔,蜂窩結(jié)構(gòu)里面90%是由空氣幾何結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)權(quán)力的支持。

　　“我們沒有創(chuàng)建新材料,恰恰相反,我們只是在重建現(xiàn)有的材料,如鋼鐵和塑料。通過改變材料的內(nèi)部幾何,我們可以實現(xiàn)的特性,如硬度、導(dǎo)電性、孔隙度等。”Abu Al -摩擦教授說。他們利用計算機(jī)模型來生成成千上萬的不同種類的泡沫結(jié)構(gòu),和每個人都有一個獨特的幾何特性。

　　甚至多孔泡沫結(jié)構(gòu)可以通過計算機(jī)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(rèn)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(jié)構(gòu)可以用來提高氣體流量,最大限度的提高催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率來減少溫室氣體的排放產(chǎn)生的汽車引擎。“教授Oraib Al - Ketan補(bǔ)充道。

　　泡沫結(jié)構(gòu),當(dāng)然,建筑本身是極其復(fù)雜的,因此施工是非常困難的。3 d打印技術(shù)已經(jīng)改變了幾何慣例,和泡沫3 d打印3 d打印技術(shù)在這方面走得更遠(yuǎn)。從納米級精度比人的頭發(fā)細(xì)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(shè)計的材料,我們已經(jīng)形成了一種模式。目前,人們根據(jù)現(xiàn)有的材料化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的特征來設(shè)計材料。當(dāng)我們首先關(guān)注你需要在你的申請材料屬性,然后應(yīng)用我們的獨家設(shè)計方法優(yōu)化材料和其內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu),從而得到所需要的特性。“Abu Al -摩擦教授說。

　　小組認(rèn)為,他們的3 d印刷結(jié)構(gòu)可以使任何依賴于超強(qiáng)輕量級導(dǎo)電材料行業(yè)更為高效,諸如能源、水和石油和天然氣工業(yè)。

　　三菱正在開發(fā)五軸材料制造技術(shù)

　　三菱電機(jī)研究實驗室(烏鶇)使用5軸增加材料制造技術(shù)- 5 d印刷強(qiáng)度比傳統(tǒng)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(shù)增加到五個。此外,這些五軸3 d打印機(jī)操作模式也不同于我們共同的3 d打印機(jī),不再整齊疊整齊層的材料。

　　高級首席研究科學(xué)家威廉·烏鶇Yerazunis最近進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)3 d打印機(jī)(三軸)打印一個小塑料蓋的壓力。因為它的層次結(jié)構(gòu),均勻明顯弱于這3D打印機(jī)的蓋子注塑產(chǎn)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(jī)和材料可以有效地改善3 d印刷部件的強(qiáng)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(tuán)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(qiáng)的結(jié)構(gòu)。

　　“如果我們考慮的內(nèi)力,每一層的沉積物質(zhì)從飛機(jī)上到壓力蓋表面的最大應(yīng)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(qiáng)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(dāng)你可以使用它來增加組件的強(qiáng)度的5倍,這值得做出一些改變。”