液體填充一步到位!科學家研發全新3D列印技術 有望用於製造電池組件

2020-12-22 科創板日報

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,通常情況下,若要想製作一個充滿液體的3D列印對象,你必須在列印對象之後注入液體。然而近期,德國哈雷-維滕貝格大學(Martin-Luther-University Halle-Wittenberg)的研究人員研發了一種全新的工藝,可以一步完成全部列印需求,未來或可用於製造自癒合材料甚至電池組件。

據悉,該技術利用了一個獨特的系統,包含了兩個3D列印頭——一個通過連續擠壓多層熔融聚合物來構建物體,另一個(噴墨列印頭)則用來儲存微小的液滴。

具體而言,這個過程從擠出機頭列印一個固體聚合物基開始,在該聚合物基上列印一個由交叉的聚合物鏈組成的華夫餅狀網格。接下來,噴墨頭將液滴滴入網格內的每個縫隙中。然後壓出機頭重新開始工作,在網格的頂部列印一個實心蓋,密封裡面的液體。

在一項演示中,科學家們列印了由可生物降解聚合物製成的膠囊,裡面填充了「活性液體物質」。即使在經受列印過程的高溫後,液體仍然保持其活性性質,這表明該系統可以用於製造在體內緩慢釋放藥物的膠囊。

在另一個演示中,一種發光的液體被密封在塑料材料中。當材料隨後被壓到破裂點時,液體會洩漏出來,並以此清楚地表明損壞已經發生。這種材料最終可能被用於飛機或汽車的關鍵部位,以發出這些部位可能承受了過大機械應力的警告。

研究人員還稱,一旦這項3D列印技術得到進一步的發展,它將有望被用於製造自癒合材料甚至電池組件。該研究團隊負責人Wolfgang Binder教授說,「未來在於更複雜的方法,它將幾個生產步驟結合起來。這就是為什麼我們在尋找一種在列印過程中將液體直接融入材料的方法。」

相關焦點

  • 德國科學家開發出能一步完成液體填充物體3D列印的新技術
    據外媒報導,通常情況下,如果你想要製作一個充滿液體的3D列印對象,那麼你必須在列印對象之後注入液體。然而,一種全新的工藝可以讓這些物品一步完成全部的列印,並且這項技術可能會有一些有價值的應用。這項技術是由德國哈勒-維滕貝格馬丁·路德大學Wolfgang Binder教授和Harald Rupp研究員領導的一個團隊開發。據了解,該技術利用了一個獨特的系統,包含了兩個3D列印頭--一個通過連續擠壓多層熔融聚合物來構建物體,另一個(噴墨列印頭)則用來儲存微小的液滴。
  • 全新3D列印組合工藝,可通過發光液體檢測損壞
    但在很多應用中許多不同的成分(固體和液體)需要被列印到同一個材料中。如果最終產品中要包含液體成分,通常會在之後添加,這既耗時又昂貴。現代FDM印表機與另外的列印頭或分配頭相結合,即使用雙列印頭進行生產製造,將第二個列印頭設計為液體分配單元,則雙列印頭3D印表機可用於創建更複雜的結構,例如將此類液體嵌入固體樣品中,甚至形成膠囊狀結構,從而極大地促進了需求。
  • 金屬3D列印技術變革火箭發動機製造!軍火巨頭洛克希德·馬丁44億...
    而Aerojet Rocketdyne公司在研發和製造火箭發動機的過程中,很好地應用了3D列印技術,變革傳統工藝。    3D列印簡化了多個RS-25零件和組件的生產,使發動機的生產成本更低,同時提高了可靠性。減少零件焊縫,發動機的結構完整性會提高。這是一個非常複雜的製造過程。實際上,火箭發動機的製造複雜到,以至於只有少數幾個國家能夠製造出來。
  • 德國開發全新3D列印整合工藝 將被用於列印電池部件
    蓋世汽車訊 據外媒報導,德國哈雷-維滕貝格馬丁路德大學(MLU)的化學家開發出一種方法,可在3D列印過程中將液體直接整合至材料中,例如將活性藥劑加入藥品中,或將發光液體整合至材料中以監測損壞情況。
  • 蘇黎世科學家開發3D列印微型機器人,用於在人體內給藥
    蘇黎世聯邦理工學院的科學家開發了微型3D列印微型機器人,該微型機器人能夠通過人體血管傳遞藥物有效載荷。 通過將軟光刻技術與電化學沉積技術相結合,該團隊得以製造出可通過磁場控制的多材料產品。
  • 通用汽車新成立3D列印開發中心 改變汽車製造流程
    AIC目前已投放24臺3D印表機,可支持多項不同的工藝,能夠通過雷射燒結、雷射沉積、多噴射聚合和熔積成型等方式,同時使用聚合物和金屬製造汽車零部件。這是通用過去幾年投資的結果,該中心的目標之一是將這項技術「生產化」,為通用汽車未來研發和製造奠定新的基礎。在未來,3D列印有望徹底改變汽車的生產流程,縮短開發時間、降低生產成本,並提高產品質量。
  • 3D列印模具注塑零件的方法
    加拿大安大略省的Structur3d正在嘗試通過其最新產品將注塑成型技術引入臺式機。Inj3ctor平臺是用於注塑成型橡膠零件的低成本方法,可能會影響原型設計和小批量生產。產品發布一年多之後,Inj3ctor現在可以購買了,並已經開始發貨。
  • 3D列印技術在工業製造領域中的應用
    我們都知道工業印刷和平面二維列印是一個非常成熟且龐大的市場,噴墨列印頭(噴頭)是整個數碼印刷的核心和關鍵,過去一年,將工業噴頭用於3D列印上將成為一種趨勢,全球範圍內,Stratasys、3Dsystem、惠普、DesktopMetal、Voxeljet等公司已經在利用噴墨技術製造不同材料的3D列印模型,樹脂、尼龍、金屬等材料與噴墨技術的結合正在成為3D列印技術進入製造業的關鍵技術之一
  • 今年3D列印行業業發展進發生了哪些大事件?
    為了使自行車電動,Urwahn Bikes與汽車零件製造商MAHLE的電子組件集成專家MAHLE ebikemotion合作,包括LED照明系統在內的電子組件幾乎看不見地隱藏在3D列印鋼框架中。後輪轂馬達集成在下管中,由電池供電,可在250 Wh的功率下提供長達80 km的行駛距離。
  • PTP:大幅提升光伏製造效率的3D列印技術
    2012年,在天使投資和來自以色列首席科學家辦公室的研發資助下完成一項成功的可行性研究之後,Utilight團隊獲得了來自風險投資的注資並成立了自己的初創公司。所有這一切都是基於一項革命性的3D列印技術,他們稱之為結構轉印(PTP,PatternTransferPrinting)技術。
  • Part2-2020中國3D列印-增材製造設備、材料、軟體研發進展
    作為連接增材製造領域國內外業內優質資源的平臺,3D科學谷與AMPOWER合作面向全球市場的增材製造年度全球研發市場報告,本期,3D科學谷選取了填寫了網上問卷的國內部分企業(包括設備、軟體、材料領域)的研發情況與行業分享第二期的2020中國3D列印-增材製造設備、材料、軟體研發進展情況。
  • 新型X線照相體積3D列印技術橫空出世
    3D 列印技術橫空出世,其帶來了全新的 「複製」 體驗,如下圖所示,研究人員列印出了一幅人體半身像。 談及該技術的優勢,雷格利說:「與逐層掃描相比,包括 Xolography 在內的 3D 立體列印技術的主要優點是:不僅可以形成光滑的表面,還擁有較高的列印速度,並且無需其他支撐結構,即可創建複雜對象。另外還可一步創建具有移動部件的多組件系統,且能免去後續組裝。反觀傳統 3D 列印技術,在逐層創建目標對象時,往往會出現各層之間界限不均勻、或材料缺陷的情況。
  • 智能製造:複合材料3D/4D列印技術
    02複合材料3D/4D列印技術3D/4D印表機與普通印表機原理基本相同,是通過電腦指令把液體或粉末等「列印材料」一層層疊加起來,把數字模型變為實物,但是涉及的立體成型技術卻比普通印表機複雜。所以說,DIW技術在電子學、結構材料、組織工程和軟體機器人領域有非常廣泛的應用前景。科學家使用DIW列印技術製作柔性智能傳感器(圖3),在傳統印表機的基礎上增加了用於擠壓漿料的第二個列印頭,以摻有乙醇的銀鈀漿料為導電材料,以玻璃彎曲材料為柔性基板,將導電材料嵌入基板。
  • 斯威本大學研究人員開發3D列印生物傳感混合液體RFID標籤
    澳大利亞斯威本科技大學(Swinburne University of Technology,簡稱SUT)的研究人員開發了一種新型3D列印聚合物——液體混合RFID天線。該團隊的新傳感設備利用低成本的FDM製造技術,其特點是微流體通道,可以使用不同的離子流體改變其極化。
  • 3D列印——碳纖維複合材料
    因此,尋找一種用碳纖維和其他增強材料進行3D列印的方法已成為增材製造領域許多初創企業和成熟製造商的目標。該材料跟蹤碳纖維的根源和生命周期,如何在製造中使用碳纖維以及如何將其編織到3D列印中。要了解在3D列印中如何使用碳纖維增強材料以及為什麼使用碳纖維增強材料,有助於了解碳纖維增強材料在傳統製造中的使用方式以及碳纖維零件的製造方式。
  • 中美航空航天企業3D列印技術應用進展
    2020年農曆春節前夕,北京深藍航天自主研製的「雷霆-5」(LT-5)液體火箭發動機進行了首次整機變推力長程試車,試驗取得圓滿成功。整機研製自2019年4月方案設計到2019年8月各零部組件投產,再到2020年1月整機試車,共歷時9個月,刷新了液體火箭發動機研製的「中國速度」。
  • 3D列印房子到底是什麼原理?
    3d列印技術實質上是一種快速成形技術。它最早運用於生產製造和模型製作,該技術基於數字模型,使用專業軟體將模型逐層列印堆積,並使用不同的列印方法以多種材料製作實物。
  • 獨家翻譯 | 美國印第安納州科學家研發出將廢棄塑料轉化為電池組件...
    國際新能源網訊:近日,美國印第安納州普渡大學科學家研發出一種將廢棄塑料轉化為電池組件的方法。據悉,聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是世界上使用最廣泛的材料之一,可用於食品和飲料包裝,滌綸服裝以及各種其他消費和工業材料。儘管PET的回收利用廣泛,但大量循環使用卻使其成為塑料汙染的重要原因。
  • Carbon利用3D列印數字光合成技術,快速鼻咽拭子用於COVID-19檢測
    其實,在2020年疫情下,不僅來自美國矽谷的Carbon在應用3D列印技術快速反應抗疫行動,來自中國北京的SCRAT3D團隊,也幾乎同步快速的研發了拭子、面罩等3D列印產品。數位化製造,特別是3D列印,已經被作為新產品快速發展的重要手段,以及在供應鏈被打破時替代許多傳統製造方法(包括注射成型)的製造技術。在此,我們報導了使用數字光合成(DLS)設計和大規模應用鼻咽拭子檢測人類冠狀病毒SARS- CoV-2感染的方法。NP棉籤是受COVID-19造成的供應鏈中斷影響最嚴重的社會必備產品之一。
  • 結合噴墨列印和雷射技術,印刷集成微型揚聲器的壓電MEMS組件
    結合噴墨列印和雷射技術印刷集成微型揚聲器的壓電MEMS組件在增材製造過程中,可以結合噴墨列印和雷射技術,將微型揚聲器作為壓電微機電系統(即所謂的壓電MEMS)的一部分,進行高效,低成本的生產。弗勞恩霍夫雷射技術研究所ILT,亞琛工業大學電氣工程材料研究所2(IWE2)和弗勞恩霍夫矽技術研究所ISIT的科學家對此進行了證明。