瑞士创纪录3D打印出纤维素含量高达27%的部件引起汽车行业爱好

作者: 责任编辑。王凤仪0768 2020-05-12 11:15:20  阅读:1499+
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盖世轿车讯 据外媒报导,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)与瑞士联邦资料科学与技能实验室(Empa)发明了一项世界纪录,他们3D打印了杂乱物件,而该部件的纤维素含量比使用增材制作工艺打造的其他纤维素基部件的还要高。

(图片来自:苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦资料科学与技能实验室)

树木和其他植物可以自己出产纤维素,并使用纤维素打造具有特别机械性能的杂乱结构,因而,关于寻求制作具有特别功用可继续产品的资料科学家而言,十分具有吸引力。不过,将资料加工成高含量纤维素的杂乱结构,仍是一项巨大的应战。

(图片来自:苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦资料科学与技能实验室)

可是,苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦资料科学与技能实验室的一组研讨人员发现了使用3D打印技能加工纤维素的办法,制作出了极端杂乱、可是含有许多纤维素颗粒的物体。

为了完成该方针,研讨人员经过墨水直写(direct ink writing,DIW)法,将打印技能与随后的细密工艺结合,将打印物体的纤维素进步至27%。

苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦资料科学与技能实验室的研讨人员供认,不是首家选用3D打印机处理纤维素的组织。不过,之前的办法也选用了含有纤维素的墨水,但无法出产出纤维素含量如此之高的杂乱固体物体。

打印墨水的组成极端简略,只由水组成,水中混合了纤维素颗粒以及几百纳米巨细的纤维,纤维素含量占墨水总量的6%至14%。

(图片来自:苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦资料科学与技能实验室)

研讨人员选用以下办法,将打印出来的纤维素产品做了细密化:使用纤维素基水墨打印物体后,将物体放入含有有机溶剂的槽中。由于纤维素不喜欢有机溶剂,所以纤维素颗粒会集合,然后导致被打印的物体缩短,最终使资猜中纤维素颗粒的相对数量明显添加。

接下来,科学家们将此类物体浸泡在含有光敏塑料前体的溶液中。经过蒸腾除掉溶剂,该塑料前领会进入到纤维素基支架中;接下来,为了将塑料前体转化为固体塑料,科学家们将该物体暴露在紫外线下,然后产生了一种复合资料,纤维素含量达到了27%。

(图片来自:苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦资料科学与技能实验室)

此外,依据选用的塑料前体的类型,研讨人员可以调整被打印物体的机械性能,例如弹性和强度,然后让他们可以依据使用的不同,打造坚固或柔软物体。

选用此种办法,研讨人员可以制作出各式各样的复合物体,如只要1毫米厚的火焰雕塑等。不过,假如厚度超越5毫米,被打印部件进行细密化会导致结构变形,由于对物体进行细密化会让物体外表比中心缩短更快。

研讨人员们用X射线剖析以及机械测试法研讨了该物体,发现纤维素纳米晶体的摆放方法与天然资猜中的相似,标明可以操控被打印物体的纤维素微结构,然后制作出与生物体系中微结构相似的资料,如木材。

被打印物体的尺度依然很小,可是有许多潜在使用,从定制包装到耳朵的软管代替植入物等。研讨人员还依据人体模型打印了一只耳朵,不过,在此种产品可以用于临床实践之前,还有必要进行更多的临床试验研讨。

此种纤维素技能也引起了轿车行业的爱好,并且日本轿车制作商使用该技能打造了一款跑车原型,该车车身简直悉数选用纤维素基资料制成。

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