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3D打印升级为4D打印?旧技术增加新维度

2021-10-14 15:02     来源:科学大观园杂志社     3D打印

phys.org网站当地时间10月11日报道,英国拉夫堡大学的研究人员开发了一种新的制造材料的混合方法——材料处理挤压增材制造(MaTrEx-AM),即使用丙酮强化3D打印部件和结构的目标层。这种新工艺有望为3D打印增加新维度,使之升级为接近4D的模式,比如赋予元件随时间变化的特性。相关研究成果刊登在《增材制造》杂志中。

研究人员指出,不同的丙酮用量和处理位点能够帮助制造商创造具有新颖机械性能的产品,甚至控制部件的变形方式。具体的应用场景,举例而言,包括用4D格栅充填的头盔,它可用于预防冲击伤害以及辅助生物医学植入。

研究人员Andy Gleadall说:“新工艺一层一层地叠加材料,层与层之间存在凹槽。这与将一堆木头并排堆放在一起非常相似。受层间顺序铺设方式影响,层间存在几何缺陷,导致3D打印部件通常都很脆弱,层间材料的粘合性不及纯聚合物。而新工艺生产的部件性能得到了显著提升,这对操作过程中会变形及变形方式需要受控的零部件尤为重要。赋予机械性能时间依赖性意味着为材料性能增加了一个新的维度,这与原位合成技术一起,促成了真正的4D打印。”

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