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3D打印服务企业商机

请几位嘉宾分别发表各自看法和促进增材制造材料产业发展的建议。

3D打印金属材料要有自己的牌号体系

因为增材制造设计的材料现在主要还是沿用以前的锻件牌号,增材制造的工艺特点决定冷速快、组织和锻件有区别。现有的材料体系和增材制造的工艺匹配性是不高的,对于高校和企业来说它的主要问题应该是研发出适合增材制造工艺技术的独有材料体系或者牌号。不同行业需求,定制不同的3D打印金属材料

许荣玉:我结合威拉里的情况说一说。现在增材制造在国内已经发展得非常好,从业人员也很多了,发展势头和市场增速都非常快。我们主要是从应用端出发,以应用的需求来引导公司的产品开发。各行各业在材料使用过程中的诉求都不一样,比如模具更要求物料接触面的性能,航空航天关注高温力学性能和内部缺陷,医疗行业在意生物相容性等。


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受艺术家在墙上涂鸦的启发,结合3D打印和可喷涂电子技术的新颖组合,这项名为ProtoSpray的技术允许在超出常规的矩形和2D形状的表面上创建显示。它通过3D打印导电细丝使用互连电极,为显示器供电。喷涂允许在不规则表面上创建薄显示器所需的精确、薄和内聚的应用。通过使用混合材料印刷,我们的技术能够创造各种形状,超越了迄今为止其他技术所能实现的。

可穿戴设备

任意形状的应用。图片来源:Oliver Hanton

ProtoSpray原理

与ProtoSpray分层相比,传统的EL分层(左)适用于没有基础电极掩蔽的对象(右)。在传统的EL显示器制造中,基础电极以墨水的形式施加到基板上。


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在ProtoSpray中,无需遮罩,就可以在多材料打印机上进行3D打印,基础电极嵌入到基板中。然后将其他三层喷涂到表面上。为了使EL显示器发光,它需要四层:导电的底部电极,绝缘的电介质层,绝缘的发光层和导电的顶部电极。底部电极通常由高导电性金属制成,例如铜或银墨水。电介质层是电绝缘体,并且必须扩展到电极层之外,以防止结构的顶部和底部之间发生短路。发光层是悬浮在溶剂中的EL荧光粉。顶部导电层必须像某些聚合物或金属氧化物一样透明。

由EPSRC(Engineering and Physical Sciences Research Council)资助的研究的目的是扩大人们与数字技术互动的范围。

与麻省理工学院媒体实验室合作开发的ProtoSpray工艺为制造商、业余爱好者和研究人员提供了开发不同(任意)形状的交互式物体的潜力。


如何促进金属3D打印材料的产业发展?

金属3D打印材料行业的发展,需要解决的问题包括:

适合3D打印材料的牌号还较少、微结构—性能的本构关系的认知、成分-组织-性能协同优化及数据积累、热处理强化机理等;

原材料自主可控发展、工艺过程及质量一致性控制、工程化生产中合格率、生产效率、批次稳定性和可靠性,行业标准制(质量控制、验收、考核标准和规范等)。


该研究还显示了在二氧化碳浓度为20%时的捕获峰值。

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内部集成了热交换结构的3D打印填料元件来源:ORNL....增材制造实现的原位冷却

吸收是捕获二氧化碳气体常用、经济的方法,在这一过程中,烟囱中的烟气流与可与单乙醇胺(称为MEA)等溶剂进行接触,这些溶剂能够与气体发生反应。

在这种碳吸收方式中通常会产生热量,如果多余的热量无法及时排出,那么整个工艺的效率就会大打折扣。而3D打印设备中正是解决溶剂碳吸收过程中热交换问题的途径。

▲3D打印填料内部集成的热交换结构

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未来的研究将集中在优化操作条件和设备的几何形状上,以在碳捕获吸收过程中产生更多的改进。工业园区官方3D打印服务规格齐全

因为他们必须依赖于使用投影。电致发光(EL)油墨作为一种解决此问题和探索显示新器制造方法的方式已在人机交互行业中流行。可以使用丝网印刷,旋涂或棒涂技术等方法沉积油墨水。然而,这些工艺限于二维基板,因此可能产生的显示器形状范围有限。液压印刷已经被证明具有在3D对象上创建显示的潜力,但是还没有在弯曲表面上成功显示出来。因此,可以创建的形状仍然是有限的。

用EL材料创建复杂的形状是具有挑战性的。


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该材料不能直接使用国产3D打印机沉积

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