連續(xù)纖維復(fù)合材料具有密度低,強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),因而成為國內(nèi)外航天器結(jié)構(gòu)的主要材料。其傳統(tǒng)的制備工藝復(fù)雜并且成本較高,同時缺乏設(shè)計靈活性,限制了最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能。來自美國特拉華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種動態(tài)毛細(xì)管驅(qū)動的3D打印技術(shù),稱為局部面內(nèi)輔助加熱3D打印(LITA),復(fù)合材料中纖維體積分?jǐn)?shù)為58%,機(jī)械強(qiáng)度和模量分別達(dá)到了810MPa和108GPa.
據(jù)悉,許多安全關(guān)鍵的工程系統(tǒng)需要具有高沖擊吸收的透明材料。現(xiàn)有的透明韌性復(fù)合材料具有更高的抗沖擊性,但由于沖擊吸收能力差,經(jīng)常會發(fā)生災(zāi)難性的失效。來自蒙特利爾工學(xué)院的一個團(tuán)隊(duì)2020年10月28日在《 Cell Reports Physical Science》上提出了一種使用3D打印技術(shù)制造透明的沖擊吸收復(fù)合材料,該復(fù)合材料再現(xiàn)了蜘蛛絲中涉及犧牲鍵和隱藏長度的增韌機(jī)制,可吸收多達(dá)95.6%的沖擊能量,而且不會斷裂。這一創(chuàng)新,為創(chuàng)造牢不可破的塑料外殼鋪平了道路。
INTAMSYS已安裝了1,500多臺具有高溫功能的3D打印機(jī),在高性能材料(例如PEEK,PEKK,PAEK和PEI)的AM市場上處于領(lǐng)先地位。但是,與此相鄰的是,對具有出色性能的3D打印工程塑料的關(guān)注有限,這些塑料還需要較高的溫度,但對打印過程的要求并不高。INTAMSYS擁有完整的工業(yè)耐高溫長絲打印機(jī)生產(chǎn)線,除了高性能塑料外,它還專注于這一細(xì)分市場。
世界多國紛紛將3D打印作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的增長點(diǎn)加以培育。早在2012年,美國就將“增材制造技術(shù)”確定為首個制造業(yè)創(chuàng)新中心(后更名為“美國制造”),歐盟、韓國、日本、新加坡、俄羅斯等國也通過各種措施促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。
在成功實(shí)現(xiàn)3D打印自行車商業(yè)化的幾個步驟之后,Superstrata和Arevo現(xiàn)在通過Superstrata網(wǎng)站在線銷售3D打印碳纖維自行車和電動自行車。客戶可以訪問在線商店,并購買使用Arevo獨(dú)特技術(shù)3D打印的個性化碳纖維自行車。這一發(fā)展對增材制造(AM)以及整個碳纖維3D打印具有重大意義。
3D打印一體化結(jié)構(gòu)是一種具有代表性的為增材制造而設(shè)計(Design for additive manufacturing,DfAM)的結(jié)構(gòu)。以增材制造的思維去設(shè)計時,需要突破以往通過鑄造、壓鑄、機(jī)械加工制造所帶來的思維限制,這個過程是充滿挑戰(zhàn)的。
在美國,大約每50人中就有人因大腦動脈壁弱化而導(dǎo)致的腦動脈瘤,并且以血管膨大為特征,血管破裂會導(dǎo)致腦損傷,中風(fēng)甚至死亡。來自勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL),杜克大學(xué)和得克薩斯州A&M的一組研究人員一直在努力改善當(dāng)前的外科手術(shù)程序,并使它們更具患者特異性。這些科學(xué)家使用生物3D打印技術(shù)在人體外創(chuàng)建了第一個活體動脈瘤,然后執(zhí)行了醫(yī)療程序,觀察它對治療的反應(yīng)并像真正的大腦一樣愈合。
智能軟致動器通常依靠相變材料、流體驅(qū)動或靜電吸引等方式來實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動從而具有模仿生物系統(tǒng)的能力并兼具較高的效率。其中的介電彈性體致動器(DEAs)通過在兩個電極之間的絕緣彈性體上施加電壓所產(chǎn)生的靜電力作為驅(qū)動力。由于相反電荷的吸引力減小了電場方向上的彈性體厚度,從而導(dǎo)致正交方向上的膨脹伸展。這種外部電場可以通過撤去施加在電極上的電壓而快速施加和移除,因此DEAs表現(xiàn)出快速的驅(qū)動速率和較大的能量密度,使其在軟機(jī)器人、智能醫(yī)療器械等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用場景。