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GE即将推出金属零件的粘结剂喷射 3D打印设备

近年来,通过粘结剂喷射 ( binder jetting)工艺进行金属3D打印的设备受到了投资人的青睐。从投资市场方面,大量的投资资金因看好高速度、大批量和低成本的因素,而进入到了粘结剂喷射 3D打印领域,后起之秀Desktop Metal, Markforged,Digital Metal等均是该领域的代表性企业。 现在,GE也进入到了粘结剂喷射 3D打印技术领域。GE 增材制造透露,其粘结剂喷射3D打印设备的原型已研发成功,这些设备将在2018年中期正式推出市场。 GE对外公布了一台基于粘结剂喷射工艺的原型3D打印设备,其构建体积为:300 x 300 x 350 mm 。仍有一款构建体积为原型设备2-3倍的设备目前正在研发中。原型设备的打印速度为40立方英寸(655立方厘米)/小时,GE的研发成员表示设备的速度还将可以提高至600-700英寸(9832-11470立方厘米)/ 小时。 GE 增材制造的技术创新主管Sands 表示,GE粘结剂喷射新设备打印零件所需的时间约为市场上某同类设备打印所需时间的一半。显然,高速度是GE看重这个技术的重要原因。那么,GE希望将这一3D打印技术应用在哪些领域呢? 对此,GE 增材制造的总经理Ehteshami 表示,每年仅是GE内部就会消耗大量的金属铸件。然而传统的金属铸造工艺周期长,模具制造成本高,很多情况下不能满足制造业产品快速迭代的需求以及控制成本的需求。这个情况在航空航天行业和汽车制造行业尤为突出。同时,这两个行业对于引进可以提高生产效率的新技术也最为积极。 而粘合剂喷射3D打印技术可以在短时间内快速制造出金属零件,使制造周期明显缩短,特别是在铝、铁零件快速制造方面,可以与铸造工艺进行竞争。该技术在需要快速制造铸件的制造行业中具有应用潜力。 GE 研发的粘合剂喷射3D打印设备的特点是,比粉末床熔融设备(包括选区激光熔融和电子束熔融)速度更快,更便宜。GE 粘合剂喷射3D打印设备中的核心技术之一是一种特殊的粘合剂。通过粘合剂喷射系统制造的金属零件,在打印完成后,将通过热处理工艺进行加工。GE 的研发团队正努力优化热处理过程,加强热处理强度,优化失真,并希望能够将该技术与其他制造技术进行整合。 GE 计划在2018年中期推出粘合剂喷射3D打印设备,该设备的客户群体包括GE内部的需求部门和公司外部的制造业客户,GE内部需求部门希望能够在2018年6月得到第一批交付的产品。 GE粘合剂喷射3D打印设备的研发工作是在GE 位于美国辛辛那提的增材制造的培训中心(ATC)进行的。目前该中心拥有超过100台的3D打印设备,用于制造不锈钢、钴基、镍基、铝、铬镍铁合金、钛和其他金属零件。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-23 00:00:00

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美国能源部拨款220万,研究3D打印太阳能跟踪器!

作为SunShot计划的一部分,美国能源部决定在五年内为推进美国太阳能光伏制造业的发展拨款1.12亿美元,该计划的目标是力争在2020年之前使太阳能达到像传统能源一样经济。 最近,美国劳伦斯·利弗莫尔LLNL国家实验室和Giant Leap Technologies(GLT)公司获得了该计划的220万美金资助,用于3D打印太阳能跟踪器的研究。 聚光太阳能发电-CSP是使用光学装置汇聚太阳辐射能,投射到集热管道,加热管内工质,借助工质传递热量加热循环水产生推动汽轮机蒸汽,蒸汽机带动发电机发电的发电方式。 聚光太阳能发电往往需要将数以千计的定日镜安装在轨道装置上来,并且像向日葵那样可以跟踪太阳在天空中的运行路线而旋转。CSP技术是利用定日镜将太阳辐射能转换成热能,并通过热力循环过程进行发电的技术,可分为槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统,相应的,其收集太阳能热装置中的关键部件——定日镜也可分为槽式、塔式和碟式三种。 定日镜的太阳能跟踪器往往是昂贵的,LLNL国家实验室和GLT公司将共同开发一种收集器叫做“数字玻璃”,里面包含了薄的透明薄板,这个收集器可以连续性的跟踪太阳。LLNL国家实验室和GLT公司已经开发出一个功能原型,而能源部的资金支持将使他们有能力将收集器的大小缩小到一个汽车的挡风玻璃那么大。 LLNL国家实验室和GLT公司通过微流控3D打印技术(opto-microfluidic )打印出具有微米级细节的结构用于研究,最终这些结构将被扩展到几平方米大。GLT公司的数字玻璃看起来像极了普通的玻璃板,然而内部确实及其复杂的。当接收到外部信号的时候,内部的镜子结构将自动反射太阳光,这些独立的波长被收集起来并转化为电能。 聚光太阳能发电是一项很有前途的技术,国际能源署(IEA)下属的SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会(ESTELA)和绿色和平组织的预测CSP到2030年在全球能源供应份额中将占3%-3.6%,到2050年占8%-11.8%,这意味着到2050年CSP装机容量将达到830GW,每年新增41GW。在未来5-10年内累计年增长率将达到17%-27%。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-22 10:02:02

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建筑行业3D打印机赢得“创造未来”奖项

“创造未来”竞赛是由“美国航空航天局技术摘要”的出版商很早就发起的,目的是推动工程师进行创新。这个竞赛引起了参赛者极大热情,诞生了8000个产品设计作品,涵盖多了领域。往期的参赛者贡献了许多优秀作品。例如,哈佛大学的四名学生研发了降低早期化疗费用的装置。 今年,“创造未来”的比赛胜出者是“轮廓工艺”。“轮廓工艺”是由南加州大学Behrokh Khoshnevis博士研发的一套计算机智能化建筑系统,可以进行大型结构的3D打印。 该系统可以让建造房屋真正实现从CAD模型直接到房子的过程。 Khoshnevis博士作为获奖者将获得2万美金。他在接受采访时表示:“将3D打印引入建筑行业,是人们将一个科学概念进行应用转化。能获得这个奖项,证明我的研发成果得到了认可,获得的认可和奖金都对我做进一步的研究工作非常有帮助。” “轮廓工艺” 的原理是通过机械挤出膏糊装的建筑材料,从而一层一层的将墙壁打印出来。利用这种方法,不仅可以打印出四四方方的墙壁,还可以打印出自然的曲线。“轮廓工艺” 是一种建筑工艺的创新,通过它可以将整个建筑进行自动化施工,既节约成本又节约时间。这将是建筑行业的一次革新,利用“轮廓工艺” 可以建造成本低质量高的房屋,也可以快速建造灾区的临时安置房屋。“轮廓工艺”是目前第一个可以快速打印整体房屋的大型3D打印机。 “轮廓工艺” 是Khoshnevis博士 多年的研究成果,已经可以用来打印400平方英尺的房子。Khoshnevis博士希望获得更多的资金支持,用来研发能够打印2500平方英尺房子的打印机。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-22 09:01:04

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欧航局评为重大突破-3D打印喷油器助力航天器

空间飞行器大致可以分为两大类:有翼飞行器和弹道火箭。在太空竞赛的早期,两者都被认为是进入地球轨道的可行办法。然而,在工程和经济上,两者的太空旅行理念却呈现出了巨大的差异。 而近日英国喷气引擎公司的Skylon有翼飞行器获得了一系列技术突破,欧空局评价这一技术生成是个重大突破。这或许意味着航天历史的新篇章,究竟发生了什么?我们最熟悉的弹道飞行器是被直接放置在燃料上,使用强大的推力把自己送入太空,并且在这个过程中它还会抛弃引擎和燃料箱来减轻重量。 而有翼航天器则相当优雅,从地面或者另一架飞机的腹部起飞,利用地球大气尽可能地向上爬升。在返航的时候,它们则滑翔着返回地面。其潜在的可重复使用性带来了一个可能性:那就是有一天,有翼航天器将会比火箭更为经济,甚至还可以使用相同的设施来作为客机开启太空旅行之门。 Skylon有翼飞行器是英国喷气引擎公司与欧洲空间局(ESA)合作设计的,是对经典太空飞机梦想的回归。使用自己的动力起飞,无人驾驶的Skylon飞入轨道,完成一系列探索宇宙的任务。 在高速飞行时,进入引擎的空气会被快速压缩而迅速升温,这也正是超燃冲压引擎必须使用特殊绝热材料的原因。而Skylon的高新喷气“军刀”引擎解决了这个问题,Skylon使用一个热交换器将流入额空气从1000多度冷却到零下100度左右。随后这些冷却的空气和液氢混合并且燃烧,这种特殊的设计使得Skylon的引擎更轻并且可以升空加速至5.5马赫。在抵达26千米的高度后,引擎会切换成普通的火箭引擎,使用装载的氧和氢来把飞机送到太空中。 新型“军刀”引擎的一大亮点是3D打印的喷油器,该喷油器使得引擎在不到0.01秒中就可以得到急速降温。正是喷油器的作用使得Skylon有翼飞行器达到高达五倍音速的速度,直接飞到地球的轨道。这意味着航天飞机可以像普通飞机一样起飞、飞行和着陆。 据英国喷气引擎公司,Skylon有翼飞行器的可靠性是其他飞机的400倍。这是否意味着有翼航天器时代的全面到来?让我们拭目以待。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-16 09:08:07

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澳大利亚科学家通过闪光让3D打印电路具有导电性

许多电子设备制造电路和电子元器件的技术往往非常昂贵,主要原因是它们需要稀有的材料、先进的制造设备和较高的加工温度。澳大利亚皇家墨尔本理工大学和联邦科学与工业研究组织的科学家们开发了一种新的制造技术,只需廉价和广泛使用的材料和闪光照光技术就能印刷电子元器件。该技术有望改变智能手机、平板电脑、太阳能电池和LED灯的制造方式。 这是一种廉价、无毒,并且可以扩展的制造方法,在室温下即可完成电子电路、电子元器件的制造。这种方法首先需要使用一种喷墨打印机或者3D打印机以及一种特殊配方的墨水“画”出所需的电子电路。然后通过一种短暂而强烈的闪光对材料进行照射,光照之后的电子电路材料化学属性和物理属性都将发生改变,例如,由绝缘材料变为导体。 研究人员表示,该技术将通过缩减制造时间和成本促进当前电子设备制造的发展。由于这种工艺不需要常规电子产品制造的那种高温环境,因此通过该技术可以在塑料等熔点低的承印物上直接构建电子器件,为制造结构灵活、轻便的电子设备创造了条件。 该技术的研究负责人Enrico预测,这种技术为来可以用来3D打印造型灵活的可折叠电子产品。比如,将太阳能电池直接打印在车辆表面,或者打印在旅行者的背包上,让他们在行走的时候可以为笔记本电脑充电。作为一种低成本的电子产品制造方法,该技术还可以用来制造一次性使用的电子器件。 据了解,电子3D打印技术已被应用在复杂曲面或柔性承印物、低熔点基材上直接制造电气器件。例如,Optomac公司的气溶胶喷射技术已被用来在无人机机翼上打印共形传感器。其中,具有导电、介电或半导体性质的3D打印“电子油墨”非常关键。相比直接将导电油墨喷印在基材上的电子3D打印技术,澳大利亚科学家通过闪光来改变3D打印电路导电属性的技术究竟在成本、导电性能、制造时间或者使用寿命等方面有哪些优势,让我们保持关注。 (本文来源3D科学谷)

2019-04-16 09:01:01

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离子交换膜3D打印技术

离子交换膜能源行业中有广泛的应用,如用于燃料电池以及水净化、海水淡化工程等。目前常见的离子交换膜是一种类似于食物保鲜膜的薄膜板。近期有研究表明,通过在2D的离子交换膜上创建3D结构,可以出现特定的流体力学特性,从而提高离子传输能力或者减轻污染。 然而制作这些带有3D图案结构的异形膜,首先要在硅胶模具上刻蚀出所需的图案,然后进行聚合物浇铸并等待其硬化。这个过程既耗时又昂贵,而且只能生成一种图案形式。美国宾夕法尼亚州立大学的科学家开发了一种离子膜3D打印技术,可以灵活而快速的在离子交换膜表面打印各种3D图案,以提高性能。 这项科研成果于2016年6月2日发表在了美国化学学会的杂志《ACS Applied Materials and Inte****ces》,论文题目为《阴离子交换膜微图案的3D打印(3D Printing of Micro-patterned Anion Exchange Membranes)》。科研团队表示,这种3D打印技术与当前常见的SLA(光固化)3D打印技术类似,打印材料是可光固化的离子聚合物混合物,当该混合物暴露在一台光投影仪之下的时候,3D打印机将设计好的图案投射并选择性地固化在其表面上。表面图案能够增加膜的电导率多达1—3个数量级(factor)。 科研团队表示,使用这种3D打印技术制作的离子交换膜模型是第一个可以定量降低交换膜电阻的模型。只需一个简单的并联电阻模型就可以描述这些图案在降低这些新型膜的电阻方面发挥的影响。这一方法带给离子交换膜设计者一个设计工具,可以帮他们不断创新、设计出新的图案,以进一步改进材料的内在化学特性。 据了解,未来研究团队将继续优化这种3D打印离子膜的几何和化学特性,以及了解如何打印新的材料。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-15 09:01:03

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如何让3D打印光敏树脂材料更环保?

虽然3D打印能够以更短的时间、更少材料的浪费制造出以前无法想象的几何形状, 但是不可否认的缺点是,很多3D打印材料对人体和环境是有害的。SLA 3D打印机所使用的光敏树脂材料就是其中之一。 日前,美国Autodesk (欧特克公司) 和加州大学伯克利分校的学生研究团队共同发布了一项研究报告,介绍了改进光敏树脂3D打印材料的安全性和可持续性的三个主要途径。该研究结果指出,当天商业化的树脂材料中发现的有毒有害元素可以使用天然的生物材料来替代。 这份报告起始于对用于Atuodesk Ember SLA 3D打印机的光敏树脂以及其它商业上可用的树脂的健康和危险评估。评估发现,在材料聚合过程之后残余的液态树脂仍然 存在,这些树脂是有毒、有害的废物,甚至可能引发哮喘、皮疹等严重的过敏反应。 为了找到可以替代上述材料的无毒配方,研究人员重点从自然界中寻找新的材料。具体来说,研究团队从Autodesk 的标准透明原型树脂PR48开始着手,隔离该树脂材料中有害的元素,并设计一种新的材料方案进行替代。 最终,研究人员发现PR48中的有害物质是光引发剂和丙烯酸酯单体,这两种成分目前对人类健康和环境都有危害。在此基础上,研究人员总结出了三种方法来改进PR48与类似的SLA 3D打印树脂所带来的负面影响:更换光引发剂、修改树脂中的丙烯酸酯、研发一种全新的树脂。 天然的食品添加剂,如姜黄素和核黄素(维生素B2)可以结合在一起用作光引发剂,用作PR48中有毒的光引发剂。约占PR48树脂材料重量99%丙烯酸酯,则可以通过增加分子质量来进行修改,从而降低被皮肤吸收的能力。为此,研究人员提出使用含有酒精的甘油三酯(脂肪)来替代,这种成分往往来自蓖麻油或壳聚糖,壳聚糖元素可以从虾壳中提取。与目前商业上可用的石油基SLA树脂来说,这些替代的生物基成分更具可持续性。而且在结合在一起使用的时候,这些增量改变的成分可以增加安全性、降低成本,从而可以大大降低其危害,并可用于新的应用。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-15 08:11:08

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世界首个完全3D打印的火箭发动机完成点火测试

近日,世界首个3D打印的氧/烃发动机在新西兰马希亚半岛发射。这是美国的Rocket Lab(火箭实验室)目前正在为新西兰的Onenui第一轨道发射场交付的项目,该发动机刚刚完成第二级点火测试。 该3D打印火箭耗资500万美元,它的目的是载荷150kg并在500公里的太阳同步轨道上运行,这是一个测试任务,Rocket Lab在测试运行成功后将尝试挑战更高的目标。 发动机重量23,000kg,有一系列的创新,包括3D打印技术的运用。其独特的电力推进系统,主要利用高性能无刷直流电动机和锂聚合物电池来驱动其涡轮泵。 火箭实验室的首席执行官Peter Beck说,“我们的团队已经成功地突破许多新技术的边界,包括碳复合材料飞行油箱,电动涡轮泵以及3D打印。我们期待着尽快将整个运载火箭正式进行测试。” Rocket Lab在过去十年来一直致力于开发火箭系统,在洛杉矶和新西兰设有办事处。目前,Rocket Lab正在新西兰Mahia半岛建造自己的发射场,这里允许发射太阳同步轨道路径在38度的倾斜。该公司主要产品就是Electron小型运载火箭,可以将卫星送入地球轨道。最为特别的是Electron的发动机的许多关键部件都是3D打印的,如果测试顺利,计划第一次商业飞行将在不久后进行。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-15 08:04:05

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欧洲空间局设立新的先进制造实验室重点研究3D打印!

关于3D打印用于空间探索,日前,欧洲空间局(ESA)表示计划在2030年前在月球建立一个基地。他们提出利用3D打印技术并借助月球泥土(名为月壤)创造一系列永久房屋结构-”广寒宫村“,作为月球上科研、太空旅游甚至采矿活动的基地。 不仅如此,欧洲空间局还与英国喷气引擎公司合作设计了Skylon有翼飞行器,其“军刀”引擎的一大亮点是3D打印的喷油器,该喷油器使得引擎在不到0.01秒中就可以得到急速降温。航天飞机可以像普通飞机一样起飞、飞行和着陆。 现在,欧洲空间局在英国基地牛津郡的哈威尔建立了一个新的先进制造实验室,在那里将研究3D打印等先进制造技术用于空间探索的可能性。  金属3D打印机在航空航天业的特殊优势是创造轻量化、复杂的零件。近年来,在航空领域,波音公司、空中客车公司和其他公司开发了一系列3D打印组件用于飞机的制造。而空中客车公司甚至预测,未来飞机上一半的零件将是3D打印的。 航天领域对3D打印的重视一点都不逊色于航空领域,欧洲空间局的先进制造实验室还将利用相邻的欧洲空间局哈威尔校园的设施。实验室配有许多与激发生产潜力相关的新兴技术,用于制造更轻、更便宜的航天器结构件,并且通过评估候选材料和制造工艺用于更广阔的太空探索任务,这些研究结果将有助于指导欧洲空间局如何集中未来技术的投资。 欧洲空间局的实验室配备先进的金属3D打印机、强大的显微镜套件、X射线CT机,以及一系列的热处理加热炉。这里研究人员将很方便的进行先进的力学试验,包括拉伸、显微硬度测试。研究人员可以使用实验室和哈威尔校园的设施,如半导体洁净室、低温实验室、英国中央激光设施,ISIS中子源,和钻石光源等资源。 关于3D打印技术的研究将是实验室的一个关键领域,欧洲空间局工作人员将研究整个加工过程中的物理过程参数,以及所使用的粉末材料特性,用来评估3D打印工艺是如何对产品质量的产生影响的。在进一步提高其3D打印的专业知识后,欧洲空间局将提高3D打印的综合应用实力,包括打印空间天线这方面的能力,并将提升在月球上3D打印“广寒宫村”的能力。 欧洲空间局利用月壤作为3D打印材料创建“广寒宫村”的计划正在进行中。利用其D型3D打印机欧洲空间局已经创建了一系列的“广寒宫村”原型。而欧洲空间局认为在月亮上打印村庄将是一个热身项目,他们期待将此类技术过度到未来可以在火星上建立一个类似的栖息地。 欧洲空间局是美国宇航局(NASA)最大的竞争对手,虽然3D打印将占用先进的制造实验室很大一部分的时间和资源。其他技术也将在这里被探索,包括欧洲航天局的科学家使用科学技术设施理事会的ISIS脉冲散裂中子源,来研究用在航天器推进剂贮箱焊接钛的摩擦搅拌结构完整性。使用中子源,科学家还可以通过中子衍射技术对散装材料进行残余应力测量。 (本文转自3ders.org)

2019-04-14 09:03:06

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氰酸酯树脂在219度的高温下会发生什么?

我们知道对于液态树脂固化领域来说,长久以来困扰树脂走向消费级和工业级应用的是这些塑料的老化问题。然而,瓶颈与机遇是相辅相成的,Carbon的CLIP技术正在以他们极快的打印速度正面叫板传统的注塑工艺。 那么CLIP技术打印的塑料是否有同样的老化问题,他们的应用空间走向哪里?从该3D打印产品的测试视频来看,随着温度的升高,丙烯酸树脂逐渐变形,最后发生扭曲和折断,而氰酸酯树脂则没有发生变化。 氰酸酯树脂是一种琥珀色的透明树脂。固化后具有光滑和光亮的表面(表面与PolyJet技术的打印表面相似),而且表面经过抛光后会更光亮。另一方面,氰酸酯树脂是一种具有热变形温度高达219°C的高性能材料。在高温下保持良好的强度、刚度和长期的热稳定性,适用于汽车和航空工业的模具和机械零件,例如发动机罩下的高温环境应用,以及电子和其他发热工业部件。 除了耐高温,打印精度是另外一个关键因素,Carbon M1的3D打印机可以打印薄如0.25毫米层厚的氰酸酯树脂。除了上述的性能,为了解决树脂的脆性达到工程级力学性能,Carbon通过在树脂材料中加入第二次热激活反应化学添加剂材料,使得树脂在固化过程中实现工程塑料的性能,从而带来高分辨率的零件并具备工程级的机械性能。 Carbon对于3D模型的建模要求与SLS的打印技术建模要求类似。不过,局限性也是存在的,如果设计中有封闭的中空区域,在Carbon设备的打印过程中,这些液体树脂将被永久地被困在空腔内。为了避免这种情况,在设计的过程中就需要考虑设计空腔的开口,允许多余的未固化的树脂从出口中排出来。 与其他DLP 3D打印机类似,Carbon M1打印机对于那些悬伸部分也需要支撑材料。为了能够快速的清除支撑材料,在设计的过程中就需要考虑将支撑结构放在容易接触到位置。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-14 08:16:16

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FDA 再次批准了两类3D打印脊柱植入物

美国食品药品监督管理局(FDA)于近日批准了两类3D打印脊柱植入,分别是医疗设备公司K2M 的CASCADIA Cervical(颈椎)植入物和CASCADIA AN Lordotic Oblique(前突斜)植入物。这两类植入物在制造时所使用的技术均为K2M公司的层状3D 钛技术。 与所有金属3D打印植入物类似,K2M公司通过FDA 批准的两类脊柱植入物,也拥有促进骨骼长入的多孔结构和粗糙表面。K2M的这种3D打印植入物呈鳃状排列,可以模仿真正人类骨骼的层状结构,是铸造技术制造的植入物无法实现的。3D打印的脊柱植入物的结构首先经过CAD设计出来,然后通过金属3D打印机进行制造。每个CASCADIA植入物都是用高能激光束熔融钛金属粉末而成的,最终形成了一个带3—5微米表面粗糙度的精确层状结构。 新获批的这两种脊柱植入物产品分别针对不同的患者,CASCADIA Cervical颈椎椎间系统作为椎间体融合装置,可以对颈段脊柱提供稳定和支持;而CASCADIA AN Lordotic Oblique前凸斜椎间系统,则为外科医生提供了一系列自动设计的间体用于以经椎间孔腰椎的方法进行斜椎的放置。这两种系统都可以用于自体或同种异体骨移植的组织,这些组织可以用于治疗退行性椎间盘病(DDD)和退行性脊柱侧凸。 K2M不仅引入了3D打印钛金属椎间技术,还提供互补的同种异体移植解决方案。通过持续的开发和后续产品的推出,K2M将向市场提供完整的3D打印脊柱装置产品组合。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-13 08:01:05

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直接金属沉积3D打印技术助传感器提高寿命

在石油和天然气管道内带有一种传感器,用于长期监测管道内的温度、流速和压力。在传感器上涂有一层Stellite合金,这是一种钨铬钴合金,属于一种难加工材料。传统的处理技术是施加一种几毫米厚的复合材料覆盖层。然而,在覆盖的过程中,强烈的热会导致大量的传感器材料与Stellite覆层混合,从而影响传感器的耐久性。 德国O.R. Laser公司,使用直接金属沉积(DMD,通常叫做LENS技术)3D打印技术在传感器表面制造出一个硬合金熔覆层,为石油和天然气行业的传感器元件提供可靠保障,显著延长传感器的寿命。 O.R. Laser公司的DMD 设备中的粉末喷嘴是与德国Fraunhofer研究所合作开发的,这种粉末喷嘴可以使用DMD技术来延长传感器的寿命。设备中还配有紧凑的EVO移动激光焊接系统,该系统特别适合施加耐磨涂层,以及进行修复、修改。该系统采用相对较低的激光输出水平,其起始功率仅200瓦,但其沉积速率达每小时5000立方毫米。 使用这种技术,激光只会最小限度的融化传感器表面分散的点。粒径为45至90微米的金属粉末将被送入同轴的激光束,与传感器表面永久的融合。该方法能使材料精确沉积、低热渗透,最终为传感器镀上一层不失真、无裂纹的涂层。 为了防止氧化和微小气泡的形成,镀层工作是在充满氩气的环境中进行的,氩气是一种惰性气体。微创技术能避免表面的孔隙和裂缝,使结果非常接近所需的匀整的最终轮廓。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-12 09:20:12

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MIT麻省理工开发出纳米级DNA基因3D打印

DNA是一种纳米级的物质,它由A 、T、G、C 四种碱基组成,它的形状就像是一个双螺旋的小梯子。然而,DNA一定是这种双螺旋结构吗?非也,DNA 可以被折叠为任何3D的形状。 来自麻省理工等大学的科学家们通过一个特殊算法实现了这一切。整个过程就像是以DNA 的碱基为材料进行纳米级的3D打印。今天我们就一起来了解一下这个3D DNA 是怎样实现的,以及科学家这样做的意义。 如果是单链的DNA并不会形成双螺旋结构,而是以一定的空间扭曲存在。麻省理工的科学家正是利用了这一点,通过通过一个巧妙地算法来设计DNA中A、T、G和C碱基的位置,使DNA碱基扭向指定的方向,或者说是让DNA 单链进行足够的弯曲和缠绕从而形成一个3D 几何结构。 其中最大的难度在于如何设计出这些几何结构,比如,仅仅让DNA链组成一个十二面体就是一个极其复杂的任务,几乎没有人有经验能够手工组装如此复杂的分子,这些分子往往由数以千计的碱基对组成。而这正是科学家们需要解决的问题。 科学家们研究出一种DNA折纸序列设计算法(DAEDALUS)实现这一切。这个算法将确定所需要DNA折纸序列设计算法的碱基的具体顺序,就像提供了一个“脚手架”,然后一个DNA单链将围绕着它进行弯曲和缠绕,形成所需的形状。科学家要做的是提供带封闭曲面的3D形状(比如多面体、圆环等),然后将其输入计算机,并规定好规格范围。 下面就是科学家设计出的各种迷人的DNA形状(这些照片是用3D单粒子低温电子显微镜拍摄的): 科学家表示,研究这种DNA 3D结构,将可以用于输送药物、制造像CRISPR Cas9基因编辑元素这样的封装工具,甚至可以存储信息。这种方法的应用意义甚至将大大超越医学和基因编辑领域。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-12 09:02:07

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西门子与EDAG集团携手 发力增材制造

据外媒报道,西门子正与EDAG集团加强合作,以进一步促进增材制造(AM,俗称3D打印)的工业应用,并提高工程和生产流程的效率,而且双方合作了一个创新项目 “下一代空间架构2.0”(NextGenerationSpaceframe 2.0)。 EDAG集团是全球领先的汽车行业独立工程公司。“下一代空间架构2.0”智能模块系统的特点结合了仿生设计和增材制造的节点,以及高强度、具吸能特性的铝挤压型材。此概念可实现极其灵活的制造,支持实现越来越多的汽车衍生产品,同时也考虑到了成本的问题。 无缝增材制造数字工程流程链为此次合作提供支持,实现了一个汽车用例,灵活制造的轻量级铝结构 - “下一代空间架构2.0”。 “下一代空间架构2.0”的关键特点如下: 1. 得益于数字化工程流程链,汽车或工业应用中增材制造而成的原型和小型系统组件“上市时间”可缩短; 2. 工业4.0理念:将3D打印的铝车身节点与高强度、吸能铝挤压型材结合起来,可成为高度灵活的“随需”制造技术,结合3D弯曲和无夹具连接技术,可应用于汽车和工业领域; 3. 计算和测试结果表明,碰撞区域可以吸收预期的碰撞能量,AM节点没有发生结构故障; 4. 通过优化流程和将支持结构减至最少,可以降低AM的成本; 5. 无缝数字化工程流程链大大缩短了开发和交付时间,并确保了开发成熟度达到更高级别。 EDAG集团在生产流程领域提供的专业知识,为此次合作做出了重大贡献。定制化未来工厂概念已经诞生,为实现增材制造而研发的组件能够实现高效量产,而且也能转移至实际的量产中。此外,西门子还展示了使用数字双晶片成功实现转换过程的第一步。除了实际的打印之外,还包括整个AM生产链的工业化,以及之后的所有流程步骤。未来,将创建可扩展的模块,以铺平从小批量生产转移到大规模生产的道路。

2019-04-12 08:05:06

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美国1000万美金资助开发军用飞机保养3D打印方案

美国空军在3D打印方面可以说动作频频,之前,在America Makes的引导下,美国空军研究实验室(AFRL)与3D Systems签订了一项价值130万美元的合同用于先进的飞机热交换器制造。今年1月,美国空军还给到Orbital ATK公司4700万美金的合同,而Orbital ATK公司已成功地在NASA兰利研究中心测试了3D打印超音速发动机燃烧室。随后还是一月,美国空军又首次批准了将3D打印部件用于E-3预警机上。 美国空军计划将3D打印战略整合到飞机设计和维护的各个方面是从2015年就开始了。近日,America Makes宣布会提供给Dayton大学800万美元,而美国空军研究实验室(AFRL)也将提供287万美元的配套资金给Dayton大学,这样Dayton大学得到的资助共计1087万美元, 这笔资金Dayton大学将用于开发飞机维修与保养相关的解决方案。 1000多万美元的资助自然不是Dayton大学能够独立承担得了的。杨斯顿大学也将作为技术方面的共同领导者参与进来,另外Bastech、凯斯西储大学(CWRU)、德勤、DRT、GE航空、Humtown Products、M-7 Technologies、Slice Manufacturing Studios、扬斯敦企业孵化器、空军生命周期管理中心(AFLCMC)和第910空运联队也将参与到项目中。另外,该项目也成立了专家团队,包括来自3D Systems、美国铸造协会、波音、霍尼韦尔、洛克希德马丁、国家制造科学中心、雷神公司、Optomec、宾夕法尼亚州立大学和北爱荷华大学的专家。 飞机的维护是航空航天领域要面临的最大挑战之一,美国空军希望通过这个项目增强其部队在开发、示范、维护和修理飞机方面使用3D打印技术的能力。项目成功后将大大提高空军后勤综合体在为种类繁多的飞机提供部件更换服务时的效率,还能减少对供应商的依赖。美国空军认为,通过引入逆向工程工具、3D扫描仪、CAD系统、非破坏性评估(NDE)系统到3D打印流程中来,可以更大范围内帮助飞机实现及时的维护。America Make则认为,这个项目可以为可持续的3D打印创新设定一个标准,不仅对美国空军,而且对整个军事领域、民用制造领域都具备示范和参考作用。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-11 08:00:00

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3D打印硅胶假体成功修复缺失右耳

3D打印技术用于制造医疗假体在过去几年发展迅速。标准化的3D打印钛合金髋臼杯已经通过医疗监管部门审批走向市场;在医生和3D打印企业的合作之下定制化的钛合金胸骨植入物被成功的植入了人体;3D打印可承重的聚合物脊椎骨植入物也顺利进入销售阶段…… 3D打印应用在骨科和创伤修复方面的应用案例越来越多。近日一个3D打印的硅胶假体被成功的植入了人体,为右耳缺失的患者成功的进行了右耳修复。 患者来自克罗地亚,他的右耳因为患上了叫做基底细胞癌的皮肤癌而不得不被部分切除。负责治疗的里耶卡大学医学院患者定制了3D打印的硅胶耳假体,然后与当地医院的耳鼻喉科合作为患者进行移植。 这只3D打印假耳使用的材料是具有生物兼容性的硅胶材料。硅胶材料逼真度很高,是整形外科常用的材料。医生们通过精确测量患者残存右耳的数据后做出模具,再打印出数个不同尺寸模型,并从中挑选出最精确的一个为患者进行“安装”。由于匹配度很高,在移植手术中医生们很轻松就使用粘合剂将其安装到了残存右耳上。 由于这个3D打印假体没有细胞,不具有生物活性,所以这只假耳并不具备的功能。但是却能让患者的外观得到恢复。随着3D打印技术和生物、医学技术的深入结合,未来在医疗舞台中闪光的将是具有生物活性的植入物。比如之前报道的维克森林大学使用生物3D机打印的耳形软骨,甚至是更复杂的人体组织和器官。如果生物3D打印器官的技术走向成熟,将在人体器官再生、修复史上留下浓墨重彩。 (本文转自3D科学谷)

2019-04-10 09:00:00

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3D打印头骨助力科学家研究各类脑部疾病!

近日,明尼苏达大学的研究人员为小鼠开发了一种独特的3D打印透明颅骨植入物,据悉该植入物可以用来观察大脑表面实时活动。这种被称为See-Shell的设备可以帮助研究人员们研究各种脑部疾病,如脑震荡,阿尔茨海默氏症和帕金森病。 “我们通过3D打印的颅骨植入物来对小鼠大脑表面的大部分区域(称为皮层)进行可视化和交互处理。这将为我们提供有关人类大脑如何工作的新信息。”明尼苏达大学科学与工程学院机械工程助理教授Suhasa Kodandaramaiah博士说,“这项技术使我们能够在刺激大脑某些部位的时,更加精确的观察大部分皮质。” 为了制作See-Shell,研究人员对小鼠头骨的表面进行了数字扫描,然后通过扫描的数据创建了一个人造透明头骨,其轮廓与原始头骨相同。然后通过手术把小鼠头骨替换为3D打印的透明颅骨。而在这之后研究人员们就可以在记录大脑活动的同时实时成像整个大脑。 研究人员表示借助于3D打印的颅骨他们能够比以往更全面的观察大脑的各项变化,包括特定神经元的大脑活动。“小鼠大脑亮度的变化对应于神经活动的上升和下降。细微的闪光是整个大脑突然变得活跃的时期。”研究人员指出。值得一提的是,小鼠在植入3D打印颅骨后身体并没有出现任何排斥,这意味着研究人员能够在未来一段时间内研究相同的小鼠大脑。不过临床研究的话需要数十年。 “通过对小鼠体内的3D打印颅骨进行研究,我们对大脑如何运作更加深刻了,基于此我们可以为经历脑损伤或疾病的人提供治疗。”该研究的共同作者和明尼苏达大学教授和医学院神经科学系主任Timothy J. Ebner博士说。 (本文编译自3ders.org)

2019-04-08 09:06:50

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探索散热元件的3D打印

电子器件发热元件的冷却对电子器件的性能起到关键作用,电子元件在安全温度下有助于维持长期的使用寿命,避免产生早期产品故障。当前,实现这种冷却的首选方法是通过自然对流的空气流动带走电子器件的热量。这种方法成本低,维护简单,无噪音。 然而,自然对流的方法亦有其局限性,其限制因素是它的冷却极限,当对冷却要求比较高的时候,局限性就显现出来了。要突破这一局限性,就需要对散热元件的结构加以改进,热对流通过散热器或散热片来实现,这些元件的特点是表面积大,且由高导热材料如铝或铜制成。当电子元器件变热,对流传导快速带走热量。 自然对流的成功在很大程度上取决于散热片的散热能力,并将其移到周围的空气中。设计有效的散热片是一个仔细平衡相互矛盾的因素过程,其中包括需要增加空气流量和表面面积,同时减少压力损失和制造成本。 如果散热元器件可以通过优化高导热材料的几何形状,增加空气流量和表面面积,同时降低生产成本,那么更多的电子产品就可以通过自然对流冷却,而不是诉诸更昂贵和复杂的方法。 SLM技术通过将金属一层一层铺粉,选择性融化粉末带来制造产品几何形状的高度自由度,而几何高度自由度带来散热元件更高的表面积密度效率,正如Conflux Technology在汽车热交换器领域的探索一样,SLM选择性激光融化技术在电子器件的冷却元件制造方面亦值得探索。 Plunkett Associates项目组利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics) 软件对散热片建模模型进行了模拟计算,分析了空气流量特性及相关的传热特性。 通过SLM技术制造出最优的五种元件设计。这五种设计性能表现优异,都带来了连贯一致的冷却效果。电子设备性能越来越强大,热负荷也越来越大,需要尽可能有效地散热降温。通过SLM选择性激光融化3D打印技术来构建复杂的几何形状在电子器件发热元件的冷却方面存在许多待开发的潜在应用空间。 (本文转自51shape)

2019-04-06 09:06:00

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3D打印在医疗领域的创富机遇在哪里?

Whalepath咨询公司预测3D打印到2025年有望达到5500亿美金的市场前景。其中,医疗保健行业将占据其中的一大块,包括修复,牙种植体,助听器,定制矫形器这些都已经通过3D打印来实现应用。但一些最令人兴奋的3D打印在医疗健康领域的应用则还没登陆我们的生活。大型制药公司应该现在就着手投资3D打印技术,以免将来被甩在后面。 3D打印将取代药店 一位来自台湾的研究人员Calvin Yu-Chian Chen,正在开发一个Drugprinter,可以即时打印多种药物。最常见的策略是利用光镊技术合成药物,反应器室的概念灵感来自于中国的蛋饼烤箱。 此举或许会引来争议,因为药物的批准程序,以及药物与生命的相关性。有时对于甚至危及生命的疾病,大多数人还是会选择信誉高的制药公司。即便未来自己打印药物成为趋势,客户还是需要通过药品公司来购买药物配方和原料。 3D打印的器官组织将取代动物实验药物测试 科学家们已经开始在实验室3D打印活体组织,将来,他们甚至会打印出整个器官,这将有效解决那些器官移植而储量不够的状况。不仅如此,3D打印的器官组织还可以用来进行药物测试。 3D打印应用端将创造最大的利润 虽然消费类的3D打印竞争激烈,利润很薄。但在面向企业的市场,如生物材料和生物打印应用,利润不可小觑。不仅是这些市场的增长将保持高位,还包括其技术性的壁垒使得竞争的台阶相对较高。对于大型制药公司来说,兼并或投资这些初创公司将是一个很好的举措。 (本文转自51shape)

2019-04-06 09:00:00

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麻省理工研发出可控的表面纹理变化4D打印技术

之前我们了解过很多4D打印应用。包括在遇到水汽时可以自动折叠的结构或者在受到各种外界因素影响时会改变形状的。以及德国Freiberg的研发团队研发出面向未来的高性能材料:记忆性材料,可以自行愈合裂隙或回复原状,这种材料将在航空航天领域,用来调整机翼结构以适应不同的飞行情况,以及应用在液压传动系统大量复杂的管道系统。从这个角度看,4D打印可能为智能材料的研发打开了一个广阔的空间。 近日,麻省理工学院(MIT)机械工程系的负责人对外宣布他们的最新研究成果是通过4D打印使得他们能够在引入某个变量时让打印结构的表面纹理进行相应的改变。这一成果已经发表在《Advanced Functional Materials》上,名为《通过在复合材料增强颗粒结构实现可控的表面纹理(Locally and Dynamically Controllable Su****ce Topography Through the Use of Particle-Enhanced Soft Composites)》。 研究人员使用了模拟软件,通过建模模拟出颗粒结构增强的复合材料物体。经过仿真可以展示出对象究竟会对表面压力如何反应。而一旦仿真结果满足他们的要求,他们就用多材料3D打印机将其打印出来。产品具有间歇性和随机性的丰富多样的表面特征变化,包括可变波、折皱状的特征、平顶、谷底等,可以通过改变颗粒的无因次几何参数(例如,相对的颗粒大小、形状、间距和分布等)来获得。这些表面特征可以通过颗粒定位来实现变量可控。 这一研究创建出的具有可重构表面纹理的材料,是非常有价值的。这项研究对于实际应用的潜在影响是巨大的,它可以用于许多受益于表面变化的应用,比如在光学和摩擦学中的许多应用。一旦这项技术被开发出来,我们将看到许多应用会因此涌现。这种技术可能的应用包括:伪装的制造;可以推进、吸引或引导液体流动的材料;反光材料和每隔一段时间移位的材料,比如说可以应用到限制海洋生物在轮船的底部堆积。 尽管MIT的这项研究是围绕压力变量进行的,但是其他变量如温度、湿度水平、和电荷等都可以用来刺激材料的转化。 (本文转自3dprint.com)

2019-04-04 11:01:00

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互联网3D打印服务怎么做?不妨看看这个例子!

近日,有专家称3D打印将对现有的供应链产生巨大的颠覆,Joneslang Laselle研究机构曾通过一副形象的图片揭示了3D打印带来的分布式制造体系会对物流系统带来的影响。从以往工厂大量生产标准化的产品,耗费大量的存储空间和物流成本,以及由于对市场预测的不完全带来的销售方面的浪费,造成全物流和生产体系的高碳排放量,转变到3D打印的分布式制造安需定制,近距离快速的供货时间,就近供货零库存及满足客户的个性化需求。 为了实现这一愿景,很多公司都开始积极的布局,物流和制造方面比如说UPS与CloudDDM的结合,平台方面我们也看到了诸如Shapeways以及Materialise这样的在线服务平台。而在消费者与商家的沟通方面如何实现高度个性化的设计?近日,法国软件开发商达索系统(Dassault Systèmes)推出了一款新的3D打印管理软件——3DVIA Make,该软件将帮助各个规模的企业用户实现个性化、定制化的生产,而且无需对软件、库存管理、运输以及交付流程进行大规模的投资。 3DVIA Make就像一个嵌件,在达索系统强大的3D设计软件上加载了一个简单易用的产品个性化定制界面。零售商只需在其网站上提供一小部分产品,而消费者可以广泛地自定义,并直接下单订购,这些新设计的产品根本就不属于零售商库存里的任何产品。 与Shapeways或Materialise这样的在线服务区别的是,3DVIA Make可以根据设定将订单传送给任何3D打印服务商或本地服务提供商来履行。所以一个零售商可能只是提供一个零售网站,并提供来自几个不同供应商的3D打印选项和材料,而不是将自己限制到一个公司所能提供的产品和服务里。 使用标准的所见即所得应用界面,3DVIA Make为消费者提供了轻松改变他们选择的产品、互动的360度视角、实时3D渲染等强大的功能。零售商又不需要进行更多的基础设施投资,3DVIA Make的个性化协作模式创造出了客户、零售商和品牌的多赢局面。而一旦下单成功,它可以即时传输到3D打印服务提供商那里,并在几天之内将产品交付给客户。 3DVIA Make软件解决方案为互联网企业带来了一个全新的视角,甚至会对现有的供应链带来一系列的冲击,这也将更加巩固达索在制造领域的地位。虽然目前3DVIA Make主要应用在制造一些珠宝或手机外壳这类的产品,但是实际上该软件可以适应用于几乎任何可以被个性化的产品,比如奖杯、小型发动机、汽车零部件、以及玩具和雕像等。 3DVIA Make软件的目标用户是企业和零售商,可支持一次性购买,也可以使用根据企业的利润或者交易额按比例分成的收费方式。 (本文转自3dprint.com)

2019-04-04 08:16:00

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麻省理工博士团队推出砂模打印材料开发套件RAM10

Viridis3d是个来自麻省理工学院的博士技术团队成立的公司,专注于制砂模制造技术、铸造用芯和应用。Viridis3d的服务包括3D打印材料、3D打印机、软件、扫描仪以及培训。同时它也是一家将增材制造技术用于砂模和模芯制造的铸造应用服务供应商,该公司销售各种与3D打印铸造解决方案有关的材料、3D打印设备、软件和扫描仪等。 该公司的联合创始人Andy Jeffery、Will Shambley和James Bredt将工作重点放在了将增材制造相关的新材料商业化上。说起来这三位在3D打印行业是非常有影响力的,其中James Bredt在麻省理工学院(MIT)的论文项目导致了后来在行业内非常著名的3D打印公司——Z Corporation——的创立,该公司后来被3D Systems收购。Will Shambley也曾在Z Corp工作过,他的工作就是开发各种与制造有关的3D打印材料配发。James Bredt是首批拿到MIT的3D打印技术专利许可的人之一,并将其用于制造陶瓷。这三位在2010年共同创办了Viridis3D,另外Andy Jeffrey 还创办了专门定制陶瓷的Figulo公司。 现在,这三位又推出了RAM10 3D打印机材料开发套件(RAM10 3D Printer Materials Development Kit)。号称专为更快、更经济、更方便的产品研发设计的开放式材料开发系统。该套件中包括了电子器、撑杆、以及一个流体歧管等,能够提供实现快速的测试,和小批量构建。首个系统已经在Palmer Manufacturing & Supply公司得到了应用。 Viridis3D认为目前有非常多尚未开发的3D打印应用,而许多最有价值的产品改进实际上源于客户的反馈。Viridis3D希望通过这个简单易用的开发套件围绕RAM打印机创造出一个欣欣向荣的开发社区。Viridis3D采取了与大多数的大幅面3D打印机制造商不同的策略,这个RAM10 3D打印机开发套件能够让用户改变粉末、粘结剂、发射参数、管路以及粉末沉积子系统。该系统可以实现新材料的分布式开发,并且可以扩大到更大的系统。 (本文来源自3dprint.com)

2019-04-04 07:16:00

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