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全球首个陶瓷4D打印系统“出炉”

本文摘要:据物理学家的组织网近日报导,香港城市大学的研究团队顺利研发出有全球首个陶瓷4D打印机系统,打印机出来的陶瓷牢固且享有简单的形状,未来将会在电子和航空航天领域大展拳脚。陶瓷的熔点很高,因此无以用传统的激光打印机技术生产;现有的3D印刷陶瓷前体一般来说很难变形,让生产简单形状的陶瓷困难重重。 为应付这些挑战,机械工程系主任吕坚(音译)教授领导的团队研发出有了一种新型“陶瓷墨水”,它是聚合物和陶瓷纳米粒子的混合物。

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据物理学家的组织网近日报导,香港城市大学的研究团队顺利研发出有全球首个陶瓷4D打印机系统,打印机出来的陶瓷牢固且享有简单的形状,未来将会在电子和航空航天领域大展拳脚。陶瓷的熔点很高,因此无以用传统的激光打印机技术生产;现有的3D印刷陶瓷前体一般来说很难变形,让生产简单形状的陶瓷困难重重。

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为应付这些挑战,机械工程系主任吕坚(音译)教授领导的团队研发出有了一种新型“陶瓷墨水”,它是聚合物和陶瓷纳米粒子的混合物。用这种新型陶瓷墨水打印机出来的3D陶瓷前体十分坚硬,可剪切到初始长度的3倍。

这些柔软且可剪切的陶瓷前体通过必要的热处理,就可生产出有享有简单形状的陶瓷。而且,在此基础上,研究团队研发出有了两种陶瓷4D打印机方法。4D打印机是传统3D打印机再加第四维度——时间,在第四维度中,打印机物体可在外部环境(例如机械力、温度或磁场)的性刺激下,随着时间的流逝新的成形或自我装配。

在近期研究中,该团队利用存储在剪切的陶瓷前体中的弹性能量让陶瓷变形。当剪切过的陶瓷前体被获释时,它经历自我重整,热处理后,前体变为陶瓷,获得的陶瓷牢固且享有高压缩强度—密度比。另外,与其他打印机陶瓷比起,它们可以构成享有高强度的大尺寸结构。

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吕坚回应,下一步是提升材料的力学性能,例如减少其脆性。


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