法國國家發展研究院使用3D列印技術開發水汙染傳感器

2020-09-09 白令三維

白令三維9月9日訊，法國國家發展研究院（IRD）使用Formlabs的立體光刻（SLA）3D列印技術開發了一種用於野外的水汙染傳感器。IRD是一個公共多學科組織，在高等教育，研究與創新部以及歐洲和外交事務部的監督下運作。它參與了五十多個國家的環境和地緣政治可持續發展。

該項目的主要目標是生產用於環境監測的「低成本」設備。該團隊決定使用3D列印技術，因為他們想使用市場上可買到的工具製造一種用戶友好的傳感器原型。通過使用實用的設備，野外的非專業人員可以測試水域和收集汙染數據，從而創建一個真正的全民觀察網絡。

環境探針的設計。圖片來自IRD。

裝置的設計和結構

該團隊設想了一種可以用作封裝在防水外殼中的電子探針的設備。選擇設計方案是為了實現隔離水中汙染物（尤其是汞）的核心目標。該設備的目的在於促進採樣，使從「專家」觀察網絡過渡到參與性觀察網絡成為可能。有效地使更多本地居民參與收集來自不同水域的分散數據。「電子傳感器系統將水中的汞分離並濃縮在小板上，然後將其發送到分析實驗室。機械基礎設施可保護這些電子元件免受水侵害。」 IRD小組成員，汞循環專家和研究人員David Point說。


SLA還是FDM 3D列印技術？


該團隊最初在構建機械基礎設施的過程中最初使用熔融沉積建模（FDM）。但是，事實證明這主要是由於水密性而導致的探針無法抵抗水下壓力。一旦裝置到達200米以上的深度，微真空的形成就成為一個主要問題。根據IRD的諮詢工程師Anthony Gautier的說法，缺乏水密性意味著該團隊「在可靠性方面存在問題-四分之三的部件不起作用」。

面對這些挑戰，團隊選擇了Formlabs的SLA 3D列印設備。使用標準樹脂，韌性樹脂和柔性樹脂執行了許多測試，並嘗試了合成水，海水和天然水。「這些材料在這些測試中表現非常出色。」 Gautier說。

從實驗室到現場

新原型符合所有IRD原始規範，因此可以進行現場測試，包括帶有化學傳感器的防水探頭，藍牙模塊，電子組件和電源電池。Formlabs和IRD現在正在努力創建15個探針副本，很快將被用戶使用。他們還致力於尋找一種同時列印更多零件並簡化後處理的方法。潛在的是，下一個型號可能會使用彈性樹脂，因為它具有與矽樹脂相似的特性，並且可以減少水下的振動。

相關焦點

  • 卡內基梅隆大學開發在10秒內識別冠狀病毒的3D列印傳感器
    中國3D列印網9月29日訊，卡內基梅隆大學（CMU）的研究人員3D列印了一個傳感器，該傳感器可以在大約10秒內識別Covid-19抗體。CMU機械工程副教授Rahul Panat領導了開發3D列印傳感器的團隊
  • 3D列印製造低成本氣象站,穩定運行5個月
    2020年11月，美國俄克拉荷馬大學和阿貢國家實驗室的一個研究團隊，利用3D列印技術生產了一個低成本的氣象站。
  • 奧地利開發3D列印超磁體用於清潔能源設備
    來自奧地利格拉茨工業大學，維也納大學和FAU埃爾蘭根-紐倫堡大學（FAU）的研究人員將3D列印釹（NdFeB）超級磁鐵用於清潔能源設備。釹鐵硼是一種與鐵和硼一起使用的稀土金屬元素，可產生堅固的永磁體。這樣的組件可以潛在地用於風力渦輪機和電動機內的磁性開關系統和傳感器。 「通過增材製造技術，可以生產出具有更複雜設計的零件；然而，獲得功能材料的印刷工藝仍然是研發的主題，」發表的研究介紹說，「在LPBF中，[NdFeB]粉末被完全熔化，導致形成了一種新的微觀結構，從而起到了矯頑作用，增加磁場強度。」
  • 雷射院士要在溫州建3D列印技術開發基地
    昨天，在2013年溫州雷射應用暨3D列印技術研討會上，中國科學院院士、天津大學教授姚建銓告訴大家，神十的坐墊就出自天津大學快速成形中心，「3D技術正逐漸在航空航天領域中發揮作用」。　　3D列印又稱快速成型技術，其可對物體直接複製成型的特點，以及個性化設計的優勢，正被廣泛應用。
  • 科學家開發3D列印人機互動傳感器
    韓國首爾國立大學的研究人員在近期開發出一種新的3D列印傳感器，使人類擁有能夠與軟機器人系統進行交互的能力。可植入軟機器人是設備中的3D列印傳感器該團隊3D列印了一個多功能傳感器，該傳感器能夠檢測單個變形模式並立即將它們全部解耦。該設備本身具有微流體通道，該通道中充滿了離子液體，彈性外殼和導電織物層。
  • 2020年中國3D列印材料行業市場現狀及發展前景分析 未來金屬3D列印...
    1、中國3D列印核心材料仍以工程塑料為主根據IDC的對3D列印材料調查數據，2018年金屬耗材佔比為39.4%，低於塑料的40.4%，主要由於金屬列印的產業化正處於快速擴張階段，設備端的增長領先於材料消耗的增長。非金屬3D列印通常使用塑料、樹脂材料等，金屬3D列印通常使用各類合金粉末和線材。
  • 研究人員使用機器學習技術開發更堅固的3D列印建築
    中國3D列印網6月24日訊，斯威本科技大學的研究員和法國建築公司Bouygues Travaux Publics的主管已經使用機器學習技術來更好地理解3D列印建築材料的抗壓強度。為了開發一種對3D列印的地質聚合物樣本進行分類的過程，研究團隊針對了特定變量，並使用機器學習方法優化了3D列印的材料的組成。該研究不僅可以產生具有更高抗壓強度的建築複合材料，還可以為建築行業中使用的其他3D列印化合物的穩定性進行分類的路線圖。 該團隊解釋說：「目的是引入一種可行的方法來對通過增材製造技術製成的地聚合物樣品進行分類。
  • 研究人員使用運動捕捉技術將3D列印傳感器直接安裝在器官上
    中國3D列印網6月22日訊，明尼蘇達大學的研究人員已經設計出一種新穎的方法，可以部署好萊塢式運動捕捉技術，以協助將傳感器3D列印到可擴張和收縮的器官上。直接列印在運動的軟組織上具有挑戰性，因為傳感器需要能夠適應器官不斷變化的參數。另一方面，研究小組的新技術通過使用雙攝像頭實時創建3D列印的工具路徑來克服了這一障礙。
  • 研究人員使用運動捕捉技術將3D列印傳感器直接安裝在器官上
    中國3D列印網6月22日訊，明尼蘇達大學的研究人員已經設計出一種新穎的方法，可以部署好萊塢式運動捕捉技術，以協助將傳感器3D列印到可擴張和收縮的器官上。直接列印在運動的軟組織上具有挑戰性，因為傳感器需要能夠適應器官不斷變化的參數。
  • 美橡樹嶺國家實驗室開發出3D列印的核反應堆堆芯原型
    美國能源部所屬的橡樹嶺國家實驗室（ORNL）開發了一個3D列印的核反應堆堆芯原型，其「轉型挑戰反應堆（TCR）示範計劃」的最終目標是在2023年之前，用更少的部件製造出一個先進的、全尺寸的3D列印反應堆，併集成傳感器和控制裝置。
  • 曲面甚至皮膚上的微流道電子器件與傳感器3D列印技術
    研究人員開發曲面甚至皮膚上的3D列印微流道電子器件與傳感器技術導讀：通過軟光刻技術製造的微流控設備已被證明具有引人注目的應用，例如晶片實驗室診斷，DNA微陣列和基於細胞的檢測。通過將微流控技術與電子傳感器和曲線基板直接集成，以及提高自動化程度以提高生產率，可以進一步開發這些技術。
  • 3D列印技術:3D列印珠寶首飾
    3D列印為設計增添了視覺複雜性，已成為創新藝術家和設計師創新性地挑戰傳統珠寶和配飾的推動者。時裝領域多年來一直在應用3D列印技術，以減少產品上市時間和降低成本，但主要是為了開發很難以其他方式製造的產品。對稱性，細節和可用設計的無限結合，為新公司打開了一個完全不同的市場。
  • 全球3D列印技術發展的新趨勢
    《時代》周刊將3D列印產業列為「美國十大增長最快的工業」。據Wohlers Associates預測， 2015年將達到37億美元，並預計到2020年達到52億美元。隨著技術成果的推廣和應用，3D列印技術產業的發展呈現出快速增長勢頭。
  • 3D列印+納米技術,為可穿戴設備打造靈活又耐用橡膠石墨烯傳感器
    只有使用最先進3D列印技術——也被稱為加法製造——的設備和工藝，才能製造出具有如此複雜內部特徵的矽橡膠結構。這種橡膠-石墨烯材料除了具有高導電性外，還具有極高的柔韌性和耐用性。「它可以在最惡劣的環境中使用，即使是在極端的溫度和溼度下。」滑鐵盧大學工程學博士生、該項目負責人埃爾哈姆•達烏迪(Elham Davoodi)說。「它甚至可以能跟你的衣服一起洗。」
  • 「3d掃描儀結合3d列印技術」學校3d創新教育的一把利器
    隨著社會的不斷發展，對創新型人才素質提出了更高的要求。3d創新教育是以培養學生創新精神、創新能力、動手實踐能力為價值取向的新型教育。在3d創新教育中，我們要如何讓「3d掃描儀、3d列印技術」這兩把利器發揮重要作用呢？
  • 3D列印技術公司RYUJINLAB在韓國推出了金屬3D列印服務
    打開APP 3D列印技術公司RYUJINLAB在韓國推出了金屬3D列印服務 南極熊3d列印 發表於 2020-12-01 11:52:39
  • 預見2021:《2021年中國3D列印材料產業全景圖譜》(附發展現狀...
    3D 列印技術最早應用於各類原型的快速製造，故在早期也被稱為快速原型技術(Rapid Prototyping，RP)。早期的3D列印技術由於材料種類的限制，大多使用有機高分子材料，其機械、化學性能大多難以滿足實際應用的需求。
  • 3D列印技術的早期發展歷程
    在3D列印技術到來之前，人類的三維製造技術過程都是刪減的，也就是從一大塊材料中雕刻或加工物品，我們把這種工藝稱之為「減材製造」。任何工藝的發展史都不是線性的，要了解3D列印技術，我們需要深入探索3D列印技術最早的起源。2011年，來自美國德州大學奧斯汀分校的約瑟夫·比曼從照相雕塑和地貌成形技術兩個角度追溯了3D列印從19世紀中期到20世紀70年代的歷史。
  • Nano Dimension的AME技術促進REHAU開發3D觸摸傳感器
    （納斯達克，TASE：NNDM）是領先的增材製造電子（AME）/ PE（印刷電子）供應商，而REHAU是全球領先的聚合物製造商，今天宣布他們成功列印了3D觸摸傳感器。藉助3D電子設備，REHAU的優質聚合物產品可以轉變為背光的人機界面表面, 因此提高功能和便利性, 並具有非常時尚的設計。
  • 3D列印MEMS技術的最新研究進展及應用
    MEMS元件常用作微型傳感器或執行器，通常由矽製成；近年來使用聚合物製成的MEMS器件也比較常見。典型的矽基MEMS器件有：壓力傳感器、陀螺儀、加速度計、MEMS麥克風、噴墨列印頭等。與單純的微電子學相比，MEMS製造的標準化程度相對較低，較難引入新的器件結構；但是如果將MEMS技術與3D列印相結合，就可在某些領域中更輕鬆地製造新器件結構，從而為新應用輸入「新鮮血液」。