可自由组合助力轻量化设计,世界上第一个3D打印

2020-01-09 作者:开元棋牌下载   |   浏览(115)

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2019年5月16日,从外媒获悉,旧金山的设计工作室Fuseproject与New Story以及位于德克萨斯州的建筑技术公司ICON合作,该项目计划于2019年夏季共同设计,规划和建造“世界上第一个3D打印社区”。 该项目的建立是为了利用3D打印的独特设计可能性,为拉丁美洲的低收入社区建造适合其日常生活的住宅。

5月16日,记者了解到,华中科技大学快速制造中心首次提出了基于粉床激光增材制造的碳纤维/环氧热固性树脂的制备成形一体化工艺,能够克服上述缺点,制备的复合材料具有三维连续碳纤维/尼龙/树脂三元结构,并表现出比大多数已报道的SLS材料更高的拉伸和弯曲强度。

5月16日,记者了解到,为了解决紧急救生止血的问题,浙江大学化学系范杰教授课题组采用原位微载技术将介孔单晶菱沸石结合到棉纤维表面,制备了一种柔性沸石棉纤维复合物,该止血材料具备高效的止血性能和可靠的安全性。

5月16日,记者了解到,克劳斯玛菲通过新型穿梭模架来拓展其技术中心,增强了在纤维增强轻量化结构领域的竞争力。这款新型MX模架拥有4,000kN的锁模力,设计灵活,既能与LFI工艺(长纤维注射成型)相结合,还能与喷涂工艺,如SCS工艺(结构件喷涂)相配合。而且,该模架也可以用于表面注射技术,如使用聚氨酯的R-RIM工艺(增强反应注塑成型)。

Fuseproject的创始人YvesBéhar说:“我们很高兴与New Story合作,共同帮助全球无家可归的人,我相信最先进的技术可以为最需要的设备提供解决方案,而且这是ICON的新技术以及今天可能实现的新愿景。”

热固性短纤维增强聚合物复合材料具有优秀的热稳定性、尺寸稳定性、刚性和耐腐蚀性,是非常有前景的轻质材料,已广泛用于军事,汽车和航空航天工业等领域。目前,主要制备方法为使用片状模塑料和块状模塑料为原料进行压塑和注塑,生产效率高,产品精度良好,但制备周期长,生产成本高,还难以制造形状复杂的零件。

这项研究被国际知名期刊《自然·通讯》在线发表。论文第一作者为浙江大学化学系博士生余丽莎,通讯作者为浙江大学化学系范杰教授、浙江工业大学化工学院朱艺涵教授。

-用于LFI(长纤维注射成型)和SCS(结构件喷涂)喷涂技术的新型MX模架

△3D打印社区的渲染图

图1. 碳纤维增强热固性复合材料的生产流程

血液是生命之源,失血过多是意外创伤致死的首要原因。据统计,全球每年有190万人死于失血过多。因此,在事发第一时间对患者的出血进行有效控制,是争取治疗时间、挽救生命的关键。当医疗救援到来前,常见的急救方式就是用毛巾、衣服等捂住伤口,但这样的止血效果往往是“螳臂当车”。

-专注于开发具有A级表面和喷涂应用的大尺寸可视零件

使用3D打印来帮助无家可归者

其制备过程如图1。第一步,将碳纤维经表面处理后与PA12混合搅拌,使CF表面涂覆一层薄薄的PA12,得到用于SLS的PA12/CF复合粉末;第二步,采用SLS工艺进行打印:PA12在激光的高温下熔化,起到粘结剂的作用,使CF相互连接,形成网状结构,打印出多孔预制体;第三步,在高温负压条件下,用高性能环氧树脂浸润预制件;最后,对复合材料进行固化,制备出CF/PA12/EP三元复合材料。

大量研究和应用表明,在重度出血情况下,沸石类的无机止血材料是最有效的,因此,美国急救医学技术委员会推荐沸石止血剂作为院前急救的必要手段。“我们长期从事沸石止血方面的研究,原有的沸石止血产品具有明显的弊端,”范杰介绍。国外使用的A型沸石止血剂在战争中拯救了上千名士兵的生命,但该产品在使用过程中遇水或血液会放出大量的热,伤口局部温度高达90℃以上,导致皮肤灼伤和影响伤口愈合,这是困扰该国多年的难题。

-涵盖从创意到规模生产的全工艺链

该项目由New Story率先推出,NewStory是一家研究住宅建设技术突破以应对全球住房危机的组织,该组织已将3D打印视为该问题的可行解决方案。 2018年,New Story及其合作伙伴ICON能够在48小时内在德克萨斯州奥斯汀进行3D打印,作为概念验证,使用ICON的Vulcan3D打印机的早期迭代,成本不到4000美元。

图2. CF/PA12/EP三元复合材料素坯表面(a,b)和树脂填充后截面(c,d)的SEM图像

范杰教授对沸石的组成和表面结构进行改造与升级,得到了止血效果优良且放热温和的沸石止血剂,该止血剂在今年年初获得了II类医疗器械注册证和生产许可证,即将面市。

从理念到系列生产

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