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3D打印材料

三维打印甲基纤维素基凝胶剂,生产制造多方位弯曲刚度梯度的多材料零件


发布日期:2020-11-24 来源: 凌云3D


今年六月份,从外国媒体获知,由斯图加特高校、弗吉尼亚高校和巴塞罗那Koc高校的科学研究工作人员构成的精英团队,三维打印出了具备多方位弯曲刚度梯度的多材料零件。

科学研究工作人员可以造就出一组具备不一样机械设备和流变性特性的甲基纤维素基准线材,虽然他们的成份类似,但却具备不一样的机械设备和流变性特性。随后将这种材料互相配合应用,将特殊的形变曲线图程序编写成繁杂的零件。

连续渐变打印的制造工艺持续渐变色复印的生产制造加工工艺,照片由斯图加特高校出示

多功能性梯度材料

多功能性等级分类材料(FGMs)具备慢慢变化的成份或构造----能够是持续的或阶梯性的。这类慢慢变化的結果是 "特性梯度",即特殊的特性或特性伴随着成份或构造的变化而变化。在大自然中,大家常常能够见到FGM的存有。特殊作用体细胞或化学物质种类的浓度值和遍布会对它所处的部位的作用造成非常大的危害。

在科学研究和工程项目行业,FGMs在塑料薄膜镀层、生物医学工程运用、建筑学专业等层面都很有效。一类独特的FGMs,如本研究室涉及到的FGMs,具备不一样的弯曲刚度梯度。他们一般用以分派页面处的地应力,在软电动执行机构中程序编写形变曲线图,并危害体细胞电子密度。殊不知,FGM的生产制造的确有其挑戰,由于梯度的持续性和专一性的可玩性在今天的技术性中难以完成。

三维打印甲基纤维素基FGMs

为了更好地开发设计一种具备持续、多方位弯曲刚度梯度的可自动调谐粘弹性材料的三维打印新方式,精英团队开始工作。因为羟乙基甲基纤维素(HEC)具备环境保护性,因而评为基本材料。科学研究工作人员添加柠檬酸钠,将溶液变为固态凝胶剂,那样就可以挤压。她们还发觉,木质纤维素的添加明显增强了凝胶剂的强度和抗拉强度。木质纤维素和柠檬酸钠做为防腐剂的组成物被用于完成一系列的物理性能,并打印出了一组样品零件---全部这种零件的特性梯度都不一样。

FGM样品的工作流程从设计方案到生产制造FGM样品的工作内容,照片来源于斯图加特高校

随后形成了一个订制的G代码,专业用以在每一个零件中建立精准的弯曲刚度曲线图。根据用心操纵的挤压,精英团队将梯度信息内容置入到零件的具体设计方案中。一旦复印出去,因为零件的几何图形样子的弯曲刚度变化,样品能够在与众不同的轮廊上开展形变。最后,科学研究工作人员在每一个样品中 "程序编写 "了一套需要的形变几何图形样子。

可编程变形的样品因为弯曲刚度变化而造成的可编程控制器形变的样品,图片出处:斯图加特高校


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