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从实验室走向生产线 3D打印的未来就是汽车轻量化的未来

从实验室走向生产线 3D打印的未来就是汽车轻量化的未来

尽管3D打印汽车已经有了显著的发展,但要进入量产时代可能还需要一点时间。大多数3D打印汽车项目要么是原型车,要么是3D打印汽车零件。而且尽管在优化、设计和可持续发展方面取得了相当大的进展,但3D打印技术仍然无法打印出整辆汽车。这种情况下,有人认为3D打印只是个噱头,在汽车工业的整套生产体系中存在的意义并不大,事实果真如此吗?

研究人员通过3D打印射频探头来开拓磁共振应用

研究人员通过3D打印射频探头来开拓磁共振应用

   中国3D打印网11月27日讯,MR技术广泛应用于科学研究,地质调查和临床诊断(例如MRI扫描)中。 RF探头是MR系统的核心组件,通常用于执行电化学分析,原位反应监测和MR成像。厦门大学的研究人员拥有3D打印的射频(RF)探头,能够执行常规和非常规的磁共振(MR)实验。他们使用3D打印技术开发了一种方法,可以使用比传统制造技术更精确的线圈结构来定制定制的RF探头。据他们介绍,这项研究是首次探索这种用于MR系统的集成探头制造方法的方法。
 针对不同情况的集成式MR探头的3D打印和制造过程
  针对不同情况的集成式MR探头的3D打印和制造过程。图片来自厦门大学
  3D打印RF探头
        在研究过程中,研究人员演示了一种结合计算机辅助设计(CAD),3D打印和液体熔化注入技术来创建集成式MR探头的方法。熔融沉积建模(FDM)和立体光刻技术均用于制造探头,该探头由带有微米级导线的RF线圈,定制的样品室和RF电路接口组成,并包裹在单个印刷聚合物块中。3D Systems的ProJet 3510 SD 3D打印机用于通过FDM制作MR原型的一个版本,其打印分辨率为30µm。在打印过程中,从打印机的双喷嘴之一挤出材料,以构造成型结构和空心线圈腔。对于在嘉兴山威机电公司的Cyclone W-1打印机上印刷的光刻技术生产的探头,这些模型是通过光聚合逐层创建的,打印分辨率为25μm。紫外线激光聚焦在一大桶光敏聚合物树脂上,使分子链链接形成聚合物,从而构成了探头的主体。
         探针打印后,要进行后处理,然后再使用液态金属灌注技术创建导电RF线圈。然后将这些注入到3D打印的聚合物块中的微通道中,该聚合物块使用透明材料进行印刷,以说明其内部通道结构。经过实验表明,无论是在电气性能还是在材料背景信号方面,PLA的性能都很好,因此选择打印探针的材料是PLA。印刷了各种探头以研究不同的原位反应,例如动力学监测,电化学反应监测,核磁共振(NMR)和成像。
研究人员使用3D Systems的ProJet 3510SD 3D打印机制造探头
研究人员使用3D Systems的ProJet 3510SD 3D打印机制造探头。图片来自HK Additive。
  潜在的应用

科学家设计了用于无痛药物递送的3D打印微针贴片

科学家设计了用于无痛药物递送的3D打印微针贴片

     亚利桑那州立大学和南加州大学的研究人员已经开发出3D打印的微针贴片,可用于无痛地输送药物。受帽贝(一种具有极强力的牙齿的水生蜗牛)的层次结构的启发,该团队创建了一个增强的微针阵列,该阵列显示出对长期使用的增强抵抗力。此外,利用磁场辅助3D打印(MF-3DP)工艺,该设备的形态可以在将来进行优化,以在不使患者在临床试验中感到不适的情况下提供药物。

比头发丝还细的战舰,极致到变态的日本3D打印技术

比头发丝还细的战舰,极致到变态的日本3D打印技术

     0.5毫米大小的东西,大家一般会想到什么?会和庞然大物战列舰联系起来吗?这个尺寸的东西,我们肉眼看到都很困难了,要制造出这样大小的战列舰简直天方夜谭。但是,日本的一家精密加工厂,用3D打印技术制造出了只有头发丝直径的“大和号”战舰模型,放在手指上就是一个闪光的白点。

在呼吸的肺表面打印柔性传感器

在呼吸的肺表面打印柔性传感器

在人体器官上直接打印柔性传感器将有利于实时准确的监测患者的器官。在不断活动的器官上打印柔性传感器面临两个方面的困难:一是打印过程中必须实时监测器官的运动,同时快速的调整喷头位置和打印路径;另一方面,打印的生物材料要求有优异的生物相容性、拉伸性能、粘接能力和电学性能。
      为了解决上述问题,美国明尼苏达大学Zhijie Zhu等人提出一种原位打印柔性传感器的方法。研究人员使用了两套摄像系统:一套摄像系统用于扫描猪肺的表面特征,规划打印路径,另一套立体摄像系统可以实时重建猪肺表面的时变三维几何形状,从而调整喷头位置和打印路径,整个调整过程只需要60毫秒。
      打印所用的离子水凝胶主要由氯化锂(LiCl)、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、乙二醇和超纯水组成。该水凝胶表现出适合打印的流变特性,水凝胶层打印完成后与硅树脂环贴附在一起,通过镶嵌到硅树脂中的铜电极与外界相连。水凝胶层通过紫外光固化之后与猪肺紧密粘结。力学和电学测试显示打印的柔性传感器表现出与猪肺组织相似的拉伸性能,传感器的电阻与水凝胶层的形变呈线性相关。
        随后课题组使用打印的传感器对猪肺的呼吸进行了监测,结果显示打印的传感器可以成功的获取猪肺呼吸产生的形变。这种自适应的3D打印方法可以增强机器人辅助医疗的能力,实现在人体表面和人体内部自动直接打印可穿戴电子和生物材料。

烧结变形、几何形状受限…间接金属3D打印的短板正在消失

烧结变形、几何形状受限…间接金属3D打印的短板正在消失

Binder Jetting 粘结剂喷射金属3D打印技术,通过将金属粉末与粘结剂层层粘结成为零件毛坯,再经过脱脂烧结过程制造成金属零件的间接金属3D打印技术。这种生产系统与粉末冶金(包括金属注射成型工艺,MIM)颇有近亲的感觉,然而其制造过程中并没有使用模具。这种技术将使制造商能够显著降低其成本,从而使该技术成为铸造的替代技术。根据3D科学谷的市场观察,这一间接金属3D打印工艺引起了汽车制造商的兴趣,例如大众汽车将使用惠普的粘结剂喷射金属3D打印技术,首先进行大规模定制和装饰部件的制造,并计划尽快将通过该技术制造的结构部件集成到下一代车辆中,并着眼于不断增加的部件尺寸和技术要求。

3D打印用于制造刚度平衡的行星架

3D打印用于制造刚度平衡的行星架

周转齿轮系经常用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱中,是由中心轮,行星轮和行星架组成的。然而,行星齿轮系的行星齿轮架可能易于发生扭转挠曲,其中,行星架在负载下绕其中心轴线扭转,从而导致行星齿轮的各个旋转轴线失去与行星架的中心轴线的平行度,对齿轮系的效率和寿命产生负面影响。

根据3D科学谷的市场研究,普惠加拿大通过新的设计寻求改进,使得行星架提供更加平衡的刚度,从而允许在减速级的每个行星齿轮的两侧上的载荷分布更加均匀。

3D打印多孔镁脚手架显示出作为骨替代材料的潜力

3D打印多孔镁脚手架显示出作为骨替代材料的潜力

  中国3D打印网9月14日讯,荷兰代尔夫特理工大学的研究人员发现3D打印的可生物降解的镁支架在关键尺寸骨缺损的再生中可能具有广阔的应用前景。尽管这种方法并非没有局限性,但研究人员认为,所使用的溶剂浇铸3D打印(SC-3DP)方法在制造镁基多孔支架方面具有“前所未有的可能性”。“镁基材料被认为是整形外科领域中一种有希望的新型生物材料,因为它可以在体内逐渐降解,同时刺激骨骼再生,并有助于骨骼缺陷的愈合。”代尔夫特大学生物力学系的Zadpoor,也是参与这项研究的研究人员之一。 “因此,制造多孔镁植入物引起了越来越多的兴趣。”
从镁支架的印刷试验获得的结果。通过溶剂喷涂3D打印镁支架
  从镁支架的印刷试验获得的结果。通过溶剂喷涂3D打印镁支架/ Acta Biomaterialia的图像
  骨科生物材料
         少数大学研究小组最近开始使用增材制造制造镁基材料,其中选择性激光熔化(SLM)是常用的方法之一。但是,由于镁的高易燃性以及最终生产零件中的不良成分变化,操作安全性受到挑战,因此使用这种方法的成功受到很大限制。
       最近,已经进行了一些尝试来开发粉末床喷墨3D打印和熔丝制造(FFF)技术,然后进行烧结步骤,以替代SLM。然而,尚未报道利用这些技术来制造拓扑有序的多孔Mg支架。Zadpoor解释说:“由于镁粉在高激光能量下具有高度可燃性,因此操作安全是制造镁支架时遇到的主要挑战。使用更高的激光功率还会增加镁蒸发的机会,并在SLM过程中产生明显的热梯度,从而使制造过程变得昂贵。”

间接金属3D打印零件变形与收缩难以控制?AI软件或将解决这一难题

间接金属3D打印零件变形与收缩难以控制?AI软件或将解决这一难题

       在金属3D打印领域,以粘结剂喷射和材料挤出工艺为代表的间接金属3D打印技术获得了业界的关注。这两种间接金属3D打印工艺都是首先打印出金属零件生胚,然后再经过脱脂烧结过程制造成金属零件。间接3D打印与粉末床直接金属3D打印工艺的区别在于,3D打印过程中不存在高温处理,热过程被转移到了烧结步骤,在烧结过程中如何控制热梯度和应力导致的部件翘曲和损坏仍是间接金属3D打印技术存在的挑战之一。

300多亿美元的内窥镜市场,3D打印有哪些应用切入点?

300多亿美元的内窥镜市场,3D打印有哪些应用切入点?

  内窥镜属于微创医疗器械,就像医生的“眼睛”能够有效地帮助医生“看清“病灶。微创手术的普及与临床诊断需求推动内窥镜进入快速发展时期。据Markets and Markets报告显示,2019年全球内窥镜的市场容量约为256亿美金,将以6.6%的复合年增长率增长,到2024年将达到352亿美金。根据中国医疗器械行业协会数据,2018年,我国内窥镜市场容量达到278亿元,内窥镜配套器械市场规模更大,达500亿元。[1]

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