日前Q来自阿布扎比MasdarU学技术研I的研Ih员刚提交了一份引人注目的3D打印专利甌。申请对象ؓ一U?D打印强轻量U“结构式泡沫”构造的新方法。“结构式泡沫”构造可以用包括塑料和合成材料在内的各U材料?
“结构式泡沫”构造可以用包括塑料和合成材料在内的各U材?
׃其独特的蜂窝l构Q这?D打印构造可能会在航I天、医疗和汽R工业领域被用来制造机器。它们甚臛_以通过~程来实现良好的热、电或机械性能Q这为其更加q泛的应用奠定了基础?
该研I器械与材料工E副教授Rashid AbuAl-Rub教授解释道，他们的沫构造的关键点在于其内部?D打印几何l构Q或又被UCؓ内部l构。类g为埃菲尔铁塔提供支撑力量和^衡的格子犉横梁和支柱，q些蜂窝l构通过90%是由I气构成的内部几何结构实现力量支撑?
“我们ƈ没有创造新材料Q相反，我们只是在重新构建已有材料，比如钢和塑料。通过改变材料的内部几何结构，我们可以实现惌的特性，如硬度、导甉|、多孔性等。”Abu Al-Rub教授说。他们已l用电脑模型生成了成千上万U不同的泡沫构造，而每U都有独特的几何Ҏ?
甚至泡沫构造的多孔性也能通过电脑模型实现Q而这成为控制气体和液体量分配的完选择。研Ih员认为它也能被用于石油和天然气操控、v水E化和废水处理{?
“沫构造可以被用来最大限度的提高气体量Q提高催化式排气净化器的{化效率从而减汽车发动机产生的温室气体的排放。”Oraib Al-Ketan教授补充道?
当然Q用泡沫构造的建筑本nq别复杂，因此使徏造也变得十分困难?D打印已经在改变几何公U，而?D打印技术让3D打印在这斚w走得更远。从U米度、比人类头发l一万倍的_ֺ到宏观尺?用毫cx?的Q何地方，3D打印让一切皆有可能实现?
“关于如何设计材料，我们已经形成了一个模式。目前，ZҎ材料的现有化学构成、结构和相应Ҏ来设计材料。而我们则首先x你在产品应用中所需要的材料Ҏ，然后应用我们的专属设计方法来优化材料l构和它的内部几何结构，从而得C所需要的Ҏ。”AbuAl-Rub教授说道?
该团队认Z们的3D打印构造可以让M依赖于超量传导材料的工业效率更高，如能源、水和石油天然气工业?
三菱公司正在研发五u增材刉技?
三菱甉|研究实验?MERL)正在使用5轴增材制造技术——即5D打印来制造强度要比常?D打印??倍的部g?
所谓的五u增材刉，卛_3D打印头运动的X/Y/Z3个u之外又增加了两个轴来控制打印床的q动Q也是打印床可以来回倾斜Q从而把总u数增加到?个。另外，q些5?D打印行方式也与我们常见的3D打印Z同，不再整齐地将一层层材料qx地堆叠v来?
MERL高首席研究U学家William Yerazunis最q做了一个实验来展示5轴增材制造的好处在哪里。这位三q专家首先使用标准?D打印?只有三个?打印Z一个小型塑料压力盖。由于其均匀的分层结构，q个3D打印的盖子明昑ּ于注塑制品。这个盖子的所有层都是q的Q压力很Ҏ沿着薄弱的层间结合处盖子扯开?
然而，Yerazunis仍然使用同样?D打印机和材料有效地提高?D打印部g的强度。其U密在于采用五u增材刉的改变了每层的沉积Ҏ。ؓ了证明这一点，Yerazunis和他的研I团队接着使用他们的?D打印”方法用相同的CAD模型Q制造了相同的压力盖Q却获得了更强的l构?
“如果我们考虑到来自内部的力量Qƈ沉U的每层材料从^面改成沿着压力盖最大应力线的曲面，我们可以将它强度提高到3?倍，而且使用的材料也减少?5%。”Yerazunis说?
不出所料，5D打印的压力盖要比3D打印同样形状的压力盖要好的多Q?D打印压力盖能够抵抗大U?.1MPa的压力，?轴增材制造的压力盖则能够承受3.7MPa的压力。这大q增加了强度Q同时减了材料的用?
“不q?D打印实需要进行大量的分析Q而且它需要知道打印部件的用途。”Yerazunis说。“但当你可以用它一个部件的强度增加五倍的话，为此做出一些改变还是值得的。?
