几天前,来自阿布扎比马斯达科学与技术研究所的研究人员就提交了一份专利申请一个引人注目的3D打印。应用程序对象是一种3D打印超级轻量级的“结构性泡沫”建设的新方法。“结构性泡沫”结构可以使用各种材料,包括塑料和合成材料。
创新技术颠覆传统3D印刷材料
“结构性泡沫”结构可以使用各种材料,包括塑料和合成材料
由于其独特的蜂窝结构,3 d印刷结构可能在航空航天领域,医疗和汽车行业是用来制造机器。他们甚至可以被编程来实现良好的热、电和机械性能,为其广泛应用奠定了基础。
设备和材料工程研究所副教授拉希德Abu Al -摩擦教授解释说,他们的泡沫结构的关键在于其内部几何的3 d打印,或也称为内部结构。类似于提供支持力量和平衡的巨大钢结构梁和柱子的埃菲尔铁塔,蜂窝结构里面90%是由空气几何结构来实现权力的支持。
“我们没有创建新材料,恰恰相反,我们只是在重建现有的材料,如钢铁和塑料。通过改变材料的内部几何,我们可以实现的特性,如硬度、导电性、孔隙度等。”Abu Al -摩擦教授说。他们利用计算机模型来生成成千上万的不同种类的泡沫结构,和每个人都有一个独特的几何特性。
甚至多孔泡沫结构可以通过计算机模型,这将是完美的选择控制气体和液体的流动分布。研究者认为,它也可以用于石油和天然气的控制、海水淡化、废水处理等。
“泡沫结构可以用来提高气体流量,最大限度的提高催化转换器的转换效率来减少温室气体的排放产生的汽车引擎。“教授Oraib Al - Ketan补充道。
泡沫结构,当然,建筑本身是极其复杂的,因此施工是非常困难的。3 d打印技术已经改变了几何惯例,和泡沫3 d打印3 d打印技术在这方面走得更远。从纳米级精度比人的头发细一万倍的宏观尺度的测量,3D打印让一切皆有可能。
“如何设计的材料,我们已经形成了一种模式。目前,人们根据现有的材料化学成分、结构和相应的特征来设计材料。当我们首先关注你需要在你的申请材料属性,然后应用我们的独家设计方法优化材料和其内部几何结构,从而得到所需要的特性。“Abu Al -摩擦教授说。
小组认为,他们的3 d印刷结构可以使任何依赖于超强轻量级导电材料行业更为高效,诸如能源、水和石油和天然气工业。
三菱正在开发五轴材料制造技术
三菱电机研究实验室使用5轴增加材料制造技术- 5 d印刷强度比传统的3到5倍3 d印刷部分。
所谓五轴材料制造,即3 d打印头运动超出3 X / Y / Z轴添加两个轴控制打印的床上运动,也是印刷床上可以来回倾斜,以便把轴的总数增加到五个。此外,这些五轴3 d打印机操作模式也不同于我们共同的3 d打印机,不再整齐叠整齐层的材料。
高级首席研究科学家威廉·乌鸫Yerazunis最近进行了一项实验显示在哪里5轴增加福利。首先使用三菱的专家标准3 d打印机打印一个小塑料盖的压力。因为它的层次结构,均匀明显弱于这3D打印机的盖子注塑产品。所有层的盖子是平的,压力沿软弱层间高度容易拉开盖子。
Yerazunis, 然而,仍然使用相同的3D打印机和材料可以有效地改善3 d印刷部件的强度。秘密是采用五轴增加材料制造改变每层沉积方法。为了证明这一点,Yerazunis和他的团队用他们的“5 d打印”的方法来使用相同的CAD模型,使封面相同的压力,有较强的结构。
“如果我们考虑的内力,每一层的沉积物质从飞机上到压力盖表面的最大应力线,我们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说。
正如所料,5D印刷压力帽比3D印刷压力相同形状的覆盖更好:3D印刷压力帽能够抵抗约0.1 MPa的压力,而压力盖了5轴添加材料能够承受3.7 MPa的压力。这是大大增加了强度,同时减少材料的使用。
“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说。“但是当你可以使用它来增加组件的强度的5倍,这值得做出一些改变。”
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