日前,来自英国Bristol大学的一支研究团队研发出有了一种全新的方法以构建复合材料的3D打印机。据理解,这种独有的方法用于超声波来定位数以百万计的微小强化纤维,使其在微观尺度上构成一种强化框架,从而贞着提高材料强度。这种微观结构的分解不会与一个探讨的激光束协商实时,而后者的起到是烧结环氧树脂。
“实质上,这个突破主要是基于将数以百万计的微小纤维与液态光敏树脂混合一起打印机的一个非常简单点子。”研发了该系统的博士生TomLlewellyn-Jones说明说道:“这使得一种随时可打印机的材料,比如可以通过一个小小的燃烧室转入必须的方位。而最后的对象则可以逐级打印机分解,与其他3D打印机技术一样。” 研究人们们面对的仅次于挑战就是如何寻找一种方式操控微小的纤维构成准确的结构,这样才能使它们获取复合材料一般来说所具备的出众强度。
最后,他们找到超声波可用作将纤维在聚合物内排成必要模式。研究人员只需在打印机过程中转换成像驻波模式才可掌控每个纤维的准确排序方向。 “成像需要有效地在液态塑料中创立一个结构化的力场,而这些纤维不会移动并与该力场的高压区域偏移,后者被称作节点。
”Llewellyn-Jones说明说道。“然后用于一束探讨的激光束对聚合物展开烧结,这些纤维就被相同寄居了。” 用于一种可转换的探讨激光模块必要加装到市场上现成的3D打印机上,研究团队需要使改装成后的机器打印机速度超过20毫米/秒,这相等于常规3D打印机的打印机速度。
此外,这一技术还可以有相当大的灵活性,可以用作创立传统方式不有可能构建的结果。而且完全任何类型、尺寸或形状的纤维都需要在这一新型系统内用于,使得产品设计师在智能材料领域取得了更好新的可能性。 “我们的研究首次构建了在3D打印机过程中事实掌控其内部微观结构的产于,它展出了生产具有简单微观结构的较慢原型的潜力。
”该校机械工程系成像学教授BruceDrinkwater说道。“这种定向掌控使我们需要生产出有具备登录材料特性的3D打印机部件,而且会损失打印质量。
” “在提高对象强度的同时,我们的方法在智能材料领域也有非常普遍的应用于,比如打印机充满著树脂的胶囊以用作治愈材料等。”该校航空航天工程系博士RichardTrask补足道。 关于该项成果的研究论文——《用于超声波掌控微观尺度结构的3D打印机部件(3Dprintedcomponentswithultrasonicallyarrangedmicroscalestructure)》早已于2016年1月19日刊出在了《SmartMaterialsandStructures》杂志上。
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