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AM方法实现无工具、节能的热固性复合材料生产
活性光控开环复分解聚合
前沿开环易位聚合(FROMP)是一种具有前景的节能方法,用于制备高分子材料。最近的研究进展展示了FROMP在增材制造、复合材料和泡沫等多种应用中的潜力。然而,目前前沿特性主要通过改变树脂成分或环境条件来控制。在本研究中,我们提出了一种利用光化学方法控制二环戊二烯(DCPD)FROMP的策略。通过使用光碱生成剂在紫外光下抑制DCPD的FROMP,同时利用光敏剂和共引发剂在蓝光下加速FROMP,实现了对前沿速度的正交光控。此外,研究还展示了光抑制技术在前沿聚合光刻图案化中的应用。前沿聚合在空间上得到了精确控制,可以重新定向,甚至分裂成多个分支前沿。这项工作为前沿聚合的先进控制奠定了基础,为传统制造、增材制造以及形态生成制造等新兴工艺的创新提供了可能。
特朗普集团将金属3D打印业务出售给风险投资基金
德国通快公司(Trumpf)近日宣布将其金属增材制造(AM)业务出售给风险投资基金Lenbach Equity Opportunities III(LEO III)。这一决定标志着通快在战略上的重大调整,公司将专注于其核心业务,而将增材制造视为非核心业务剥离。通快长期以来一直是工业金属增材制造领域的领军企业,其机器工具和激光技术为3D打印设备的发展提供了强大支持。 此次交易涉及德国和美国的所有员工,他们将转移到位于意大利Schio的新总部。在过渡期内,通快将继续使用“TRUMPF”和“TruPrint”品牌,但未来将逐步引入新的公司名称和独立品牌标识。尽管通快的增材制造业务在行业中具有重要地位,但此次出售可能暗示该业务并未达到预期的盈利水平。 LEO III基金专注于企业剥离业务,此次收购显示出其对增材制造领域的信心。基金表示将继续为现有客户提供服务,并致力于成为该领域的技术领先者。同时,LEO III计划简化内部结构和流程,以更快速、有效地满足全球客户需求,这可能意味着现有员工将面临裁员。 这一交易在金属增材制造领域引起了广泛关注。随着欧洲ReArm计划等军事制造项目的推进,金属增材制造市场有望迎来显著增长。LEO III基金可能希望通过优化通快的增材制造业务,抓住这一市场机遇,将其发展为更具盈利能力的业务。此次出售不仅对通快来说是一次重大战略调整,也可能对金属增材制造行业产生深远影响。
通过工程化骨化中心类器官的分治策略,招募发育细胞以实现快速骨愈合
目前骨修复的主要方法集中于局部递送生长因子,旨在实现血管生成与骨生成的耦合。然而,关键尺寸骨缺损的延迟血管化和再生仍面临挑战。在本研究中,我们构建了一种类似骨化中心的类器官(OCO),其核心由负载间充质干细胞的3D打印生成的骨形态发生和神经营养球体组成,外围则分布着促血管生成的神经营养相。研究结果表明,通过“分而治之”的方式,OCO的集体植入能够快速实现骨桥接,并在骨缺损区域连续形成类似骨化中心的骨小体。单细胞RNA测序分析揭示,OCO植入后,由Krt8+骨骼干细胞(SSCs)主导的发育模拟干细胞群体通过促再生原位类器官融合和成熟被独特招募。特别值得注意的是,OCO植入后Krt8+ SSCs的特定扩增与Has1+迁移性成纤维细胞(MFs)的同步减少相伴而生。此外,通过机器学习的跨物种比较发现,骨再生过程中Krt8+ SSCs与Has1+ MFs的相对组成与发育骨组织的公开数据高度相似。我们的研究提出了一种类似“分而治之”的方法,利用工程化的骨化中心类器官实现大尺寸骨缺损的快速再生。
特温特大学获得1360万欧元资助,用于循环3D打印和透明人工智能研究
荷兰特文特大学近日从2024年荷兰研究议程(NWA)的ORC项目中获得了1360万欧元的资助,用于领导两项研究项目,分别聚焦可持续增材制造和人工智能领域。该校将主导探索3D打印在循环经济中的应用以及开发更透明的人工智能系统。 其中,由工程技术学院的Ian Gibson教授领导的Add-reAM项目,旨在通过增材制造技术修复和再制造工业部件。研究重点是通过现场翻新工艺延长部件的生命周期。该项目将联合研究人员、行业合作伙伴和市政当局,共同开发可扩展的工作流程,以减少浪费和排放。 另一个重点项目DECIDE由行为、管理和社会科学学院的Mieke Boon教授负责,致力于创建能够向用户解释其决策过程的人工智能系统。该项目将融合计算机科学、哲学、伦理学、心理学、法学、公共管理和商业等多个学科的专业知识,并计划直接引入公民参与。 此外,特文特大学还将作为合作伙伴参与其他四个项目。其中包括与艺术家合作的气候正义倡议项目JUST ART,以及专注于纳米医学开发平台的NanoMedNL。另外两个项目分别是通过社交支持网络提升青少年心理健康的STRONGER2GETHER,以及探索个性化生物年龄反馈以促进健康生活方式的BIO-COMPaSS。 此次资助来自荷兰研究议程的ORC项目,旨在通过科学家、公民、政策制定者和企业的合作,共同开发应对社会挑战的解决方案。
专家精选解读 独家
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专家供稿人:华南理工大学 杨永强;宋长辉
全激光复合增材制造方法及装置
激光选区熔化或复合传统机加工的增减材均不能实现悬垂面的加工,难以满足航空航天关键部件对高光洁度、高洁净度和高精度的要求,限制了以上技术的应用范围。 本发明提供了一种全激光混合增材制造的方法,在选区激光熔化(SLM)的基础上,采用激光精密封装方法解决材料中微通道的形成问题,特别是悬垂面的形成,全激光混合增材制造方法的加减法全部由激光实现,解决微通道粉末残留问题,满足航空航天关键零部件加工的高精度、高光洁度、高洁净度。图1 全激光混合增材制造装置的制造过程示意图本发明公开了一种全激光混合增材制造的方法,通过选区激光熔化成形得到基体后,通过脉冲激光对基体进行减材成形形成空腔,然后将预制板覆盖在空腔结构上,焊接封装后得到具有内腔结构的成形材料,接着对得到的微通道结构进行激光选区熔化,得到具有微通道结构的成型材料。
关键词: 激光增材制造 激光粉末床熔融 光束整形 复合光束 粉末床熔融PBF
专家供稿人:机械工业信息研究院相关专家供稿
Stewart-Haas Racing与 3D Systems 合作,为 Mustang Dark Horse 打造增强版
Stewart-Haas Racing 一直在寻求创新方法来提高其车辆在竞争激烈的 NASCAR 系列赛中的表现。为了顺应赛车运动中利用增材制造的新趋势,Stewart-Haas Racing 宣布与 3D Systems 合作,以增强新款 2024 NASCAR Ford Mustang Dark Horse 的空气动力学性能。利用先进的 3D 打印技术,此次合作实现了对多种车身面板形状的高效、经济的测试,从而简化了开发流程。Stewart-Haas Racing 的空气动力学工程团队面临的任务是测试数百种不同的车身面板形状,以找出空气动力学效率最高的设计,同时满足 NASCAR 严格的空气动力学要求。传统上,获得 NASCAR 批准需要进行广泛的全尺寸风洞测试,这是一个耗时且昂贵的过程。与 3D Systems 的合作为 Stewart-Haas Racing 提供了一种新颖的解决方案,通过利用立体光刻 3D 打印机和 3D Sprint 软件的强大组合,能够快速生产精确的全尺寸车身面板,并可快速组装到汽车上进行风洞测试。快速制作原型并测试多种设计变体的能力为行业树立了重要的新标准,预计将进一步推动 3D 打印在赛车运动中的应用。
关键词: 空气动力学 3D打印车身面板 车辆交通
专家供稿人:高端装备机械传动全国重点实验室 伊浩;郎甜甜
一种双束激光电弧复合单面横焊方法及装置
激光‑GMAW复合横焊中侧壁易出现未熔合缺陷、咬边等问题。而引入多个激光和电弧装置会增大熔滴过渡频率和提高熔滴过渡的稳定性。因此,将多个热源应用于激光‑GMAW复合横焊中具有重要意义。本发明旨在提供一种双束激光电弧复合单面横焊方法及装置,涉及焊接技术领域,这有助于降低焊缝气孔率,提高焊接效率。本发明的装置主要由一个双束激光电弧复合装置和喷气装置组成。其中,双束激光电弧复合装置包括沿焊接方向依次设置的TIG焊枪、第一激光器、第二激光器和GMAW焊枪;喷气装置放置于第一激光器下方侧边;第一激光器发出第一激光束和第二激光器发出第二激光束均垂直于焊接工件表面,如图1。本发明中TIG电弧位于第一激光束的前方,对焊接工件进行预热,有利于提高激光能量利用率。第一激光束和TIG焊枪电弧共同作用形成复合热源,其中,高功率激光束牵引电弧,有效减少电弧阻力,防止电弧根部漂移,保证电弧在高速焊接过程中保持稳定。第二激光束和GMAW焊枪电弧距离较近,即光丝间距减小,可以增强激光吸引并压缩电弧的特性,提升了熔滴过渡的稳定性,从而解决横焊侧壁未熔合的问题。并且第二激光束对熔池进行二次加热,使得熔池面积变大,冷却速度减小,有利于气泡在熔池凝固前逃逸出熔池,有效降低气孔率。同时,第二激光束的功率较低,对熔池的热输入也较低,会形成小匙孔或者不形成匙孔,从而减小对熔滴过渡的阻力,进一步提高焊丝融化填充量。另外,在焊接过程中,喷气装置防止熔融金属的表面张力无法支撑其自身的重力,进一步防止焊缝出现侧壁未熔合、咬边缺陷。图1 双束激光电弧复合单面横焊方法及装置工作原理其中:1-焊接工件;2-焊缝;3-GMAW焊枪;4-第二激光束;5-第一激光束;6-TIG焊枪;7-喷气装置;8-保护气;9-GMAW电源;10-TIG电源。
关键词: 电弧 激光 横焊 侧壁 熔滴 多能场复合增材制造
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