用于4D打印的记忆聚合物材料的研究进展

4D打印技术是结合了3D打印技术和智能材料的一种智能结构增材制造技术,形状记忆聚合物材料在4D打印领域中具有巨大的应用潜力.该文阐述了4D打印原理及常用的4D打印材料,基于4D打印材料的不同响应方式,列举相关典型期刊和专利对现有以形状记忆聚合物材料为原料的4D打印材料的技术发展动向进行论述,对4D打印聚合物材料发展面临的难点问题进行总结,并预测了该领域未来的发展方向.     

光驱动软体结构增材制造工艺研究

针对光驱动软体机器人结构简单、成型工序复杂、且性能稳定性差的缺点,将增材制造技术应用于光驱动材料与结构的制造,开发了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)和碳纳米管(CNT)双层复合材料的增材制造工艺。工艺探索表明:注射泵流量为0.05mL/min、喷头移动速度为为30mm/s、打印喷头直径为0.3mm时,打印的PDMS平面有较好的平整度;当注射泵流量为0.4mL/min、喷头移动速度为33mm/s、打印喷头直径为0.4mm时,打印出的CNT单道成型轨迹较为连续和均匀,且打印出的平面较为平整;并且随着打印的PDMS、CNT层厚度的增加,双层结构的光驱动响应速度都会逐渐减小。增材制造软体机器手在光照下能够实现模仿人手的捏、抓、握等基本动作,表明了研究的光驱动材料增材制造工艺的可行性,为该类光驱动材料在软体机器人中的进一步应用奠定了基础。     

厚积薄发 推进增材制造产业发展——专访广东省增材制造协会会长、华南理工大学教授杨永强

本刊记者曾经多次采访广东省增材制造协会会长、华南理工大学教授杨永强,撰写了《广东抢占3D打印产业发展先机——中国3D打印技术产业联盟副理事长、华南理工大学杨永强教授专访》《华南理工大学:金属3D打印技术领域的翘楚》和《杨永强:冷眼看3D打印热潮》3篇文章。这3篇文章介绍了3D打印的发展前景及广东3D打印技术产业化的优势和制约因素,阐明了杨永强教授对广东进一步推进3D打印技术产业化、抢占3D打印技术产业高地的建议;报道了华南理工大学在金属3D打印技术的研发以及在生物医学领域实现产业化等成果;揭开3D打印的神秘面纱,展示热潮背后的冷静思考。今天,我们再次邀请杨永强教授介绍了近年增材制造产业扶持政策、广东省增材制造协会的工作及进一步推动增材制造产业发展的建议;同时,作为我国金属增材制造领域的重要专家、学者,杨永强教授还介绍了金属增材制造的应用及发展趋势。     

中国科学院福建物质结构研究所光固化4D打印研究获进展

<正>4D打印技术是将3D打印技术与智能材料结构结合起来发展出的新技术,智能材料结构在3D打印基础上受外界环境激励下随着时间实现自身的结构变化,从而使三维物体增加了一个时间维度。4D打印技术可改变传统的"机械传动+电机驱动"的模式,使物体在地下管道、航天器、人体器官等难以接触到的地方进行自我组装,2016年被列为未来10大颠覆世界的技术之一,在航空航天、电气自动化、机器人、纺织材料、组织工程、医疗器械、药物输送载体等领域有很多的应用前景。     

增材制造:印刷电子和3D打印技术

 增材制造作为智能制造的一部分已经被科研及工业界广泛关注。印刷电子和3D打印是两个典型的增材制造技术案例。在锁定增材制造的前提下,本文着重介绍了这两项技术的工艺发展历史和现状;通过对电子和光电器件的可印刷结构和性能的综述,引申出对增材制造工艺和功能性材料进一步优化的实际需求。这一生产工艺和材料系统的同时优化和创新将最大限度地发挥增材制造优势,从而促进应用市场的开发,加速中国制造2025的进程。     

2020年3D打印热点回眸

 3D打印是基于材料累加原理,将计算机中的三维模型通过分层添加材料打印出实物的一种增材制造技术。2020年,3D打印研究在打印机理、技术改进及应用拓展等方面取得了重要进展。从打印方法改进、新型墨水研发、新型结构制备和应用,以及金属3D打印机理研究等方面回顾了3D打印的年度研究热点和代表性成果。     

丝材3D打印2024/7055铝合金梯度结构组织与性能分析

大型高强度轻质铝合金整体结构件在航空航天装备结构中应用广泛。为充分发挥不同材料的性能优势,可将两种以上的铝合金材料通过增材制造技术整体成型,从而制造出兼顾功能与减重要求的整体梯度结构件。为此,提出了一种多丝材电弧增材制造铝合金梯度结构件的制备方法,实现了航空结构常用的2024/7055铝合金梯度结构的3D打印,并对梯度结构进行了宏/微观组织、气孔缺陷、过渡区元素含量以及力学性能等进行了全面的分析。研究结果表明：通过多丝材增材制造打印的2024/7055铝合金梯度结构连接良好、过渡区域连续;梯度区域两种材料的晶粒组成不同,2024铝合金由等轴晶粒组成,而7055由短柱状晶粒组成;气孔在空间分布中呈条状分布,并且两种合金Zn元素含量不同,导致力学性能差异较大;当材料组分占比为2024(25%)/7055(75%)时,力学性能最好,材料折损率最低。     

增材制造技术在燃气轮机研制中的应用研究

在燃气轮机研制阶段，需要对零部件设计进行多次改进迭代。为解决传统加工方式周期长、成本高的问题，将增材制造技术应用于燃气轮机研制过程中。借助于金属3D打印设备，开展了燃气轮机关键部件增材制造成型研究；借助于非金属3D打印机，开展了燃气轮机模型的成型研究。结果显示，增材制造技术能够实现具有非常复杂几何结构的零部件的高效、快速成型，而不必借助额外的工装。将增材制造技术应用于燃气轮机研制过程有助于快速实现产品设计迭代，缩短研发周期、节约研制成本、提高产品性能，适应于先进高性能燃气轮机发展趋势。     

美国4D打印初现端倪

3D打印在全世界范围内广受关注的同时,一项名为"4D打印"的技术开始崭露头角.从实现原理角度来说,3D打印主要是运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体.它仍然属于传统的造物过程,即先模拟后制造,或者边制造边调整打印的过程.而4D打印颠覆了这种方式.与3D打印相比,4D打印增加了一个可变维度,其核心是材料自组装,即在3D打印过程中,在预先设定的部位内置入智能材料.打印完成后,将产品置于特定的环境中,智能材料在外界环境的作用下发生物理或化学变化,导致产品形状、强度等发生改变,最终按照产品设计,折叠成相应形状.     

基于3D打印的仿生材料

随着3D打印技术的飞速发展和广泛应用,能够模仿和制造的生物仿生结构越来越多样化.简单介绍了现有的3D打印技术,并从结构、功能、医用和智能材料等方面综述了3D打印技术结合仿生领域的研究成果,如贝壳珍珠层、龙虾螯棒、鲨鱼皮、荷叶、血管网络和义肢等;最后讨论了3D打印技术在仿生领域面临的挑战和发展前景.