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3D打印行業(yè)幾大全新前沿技術(shù)解析

2016-7-27 9:24:41 次瀏覽

行業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展一直是業(yè)內(nèi)人士熱切關(guān)注的話題之一。如今的3D打印技術(shù)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(shù)的成功開發(fā)，都令時刻關(guān)注著行業(yè)進展的人們欣喜若狂。今天，為了滿足廣大技術(shù)宅的愿望，小編列出了全新問世的幾大新技術(shù)！

MIT科學(xué)家開發(fā)出3D打印可編程毛發(fā)的技術(shù)

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(xué)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(yīng)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(xué)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(jié)構(gòu)。在那之后，事情就變得真正有趣了。“3D打印毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)的能力為個人制造和互動設(shè)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(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)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?qū)φ駝赢a(chǎn)生回應(yīng)，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(zhuǎn)風車的葉片，非常有趣。

哈佛最新技術(shù)可直接在空中“繪制”3D金屬對象

日前，哈佛大學(xué)下屬的Wyss生物工程研究所JohnA.Paulson工程和應(yīng)用科學(xué)院（SEAS）的科學(xué)家們開發(fā)出了一種3D打印復(fù)雜金屬對象的新技術(shù)，這種技術(shù)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(shù)，目前與之相關(guān)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(xué)院學(xué)報（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）》上。據(jù)了解，該技術(shù)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(jié)構(gòu)。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(shù)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?qū)е略撃墓袒４送猓浯蛴娮煅豖、Y和Z軸移動，結(jié)合旋轉(zhuǎn)的構(gòu)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(dǎo)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(dǎo)線表現(xiàn)出了優(yōu)良的導(dǎo)電率，幾乎可以與散裝銀相匹配。

據(jù)傳統(tǒng)上用于制備導(dǎo)電金屬結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)相比，激光輔助直接墨水書寫技術(shù)不僅在一步打印曲線和復(fù)雜的線形圖案的能力上更加出色，而且具有感應(yīng)本地激光加熱的能力，可以將導(dǎo)電銀導(dǎo)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(shù)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(dǎo)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(dǎo)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(jié)果是該技術(shù)不僅能夠制造出各種金屬的曲線、螺旋，以及尖銳的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)的電子和生物醫(yī)學(xué)設(shè)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(xué)習化學(xué)和物理學(xué)的一位本科研究員。這樣研究得到了美國能源部、科學(xué)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(shù)

關(guān)于自動化與激光近凈型（LENS）技術(shù)的結(jié)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(shù)）與一臺大隈的MU-6300V五軸立式加工中心，這一技術(shù)是送金屬粉的激光近凈型技術(shù)。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(shù)推進自動化制造領(lǐng)域，而這一技術(shù)是送金屬絲的等離子近凈型技術(shù)。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(shù)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(shù)進行設(shè)備測試，準備通過該技術(shù)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(shè)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(lǐng)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(shù)，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(shù)在航空制造領(lǐng)域已應(yīng)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(guān)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(jié)構(gòu)重量的20%~35%和發(fā)動機結(jié)構(gòu)重量的30%~45%。目前在航空制造領(lǐng)域，金屬3D打印技術(shù)沒有廣泛應(yīng)用于高端裝備的制造，只在小范圍內(nèi)作為：包括飛機結(jié)構(gòu)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(fù)（葉片、機匣的修復(fù)）等傳統(tǒng)鍛造技術(shù)無法做到的領(lǐng)域。

在航空航天領(lǐng)域，材料往往是昂貴的。快速等離子沉積技術(shù)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(wù)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(shè)備投資回收周期。