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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:华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室 闫春泽;史玉升
激光选区烧结成形CCF/SiC复合构件的孔缺陷修复
南京航空航天大学的Liu等人通过结合化学气相沉积和反应熔体渗透技术,提出了一种修复激光选区烧结成形短切碳纤维增强碳化硅(CCF/SiC)复合构件孔缺陷的新方法。该研究成果发表在《Ceramics International》期刊上。研究团队采用甲基三氯硅烷和氢气作为前驱体,在CCF/SiC复合材料中原位生成碳化硅纳米线(SiCnws),显著减少了初始孔缺陷尺寸。通过引入二次SiC和游离硅填充和封闭孔缺陷,利用X-CT扫描显示修复后的CCF/SiC复合材料内部致密,没有显著的孔隙几何形状。研究结果表明,微米级CCF和纳米级SiCnws作为增强相的结合,产生了协同增韧效果。具体来说,CCF通过纤维脱粘和拔出机制增强韧性,而SiCnws通过纳米线桥接和拔出机制增韧。该双重增韧机制显著提高了弯曲强度,从210.7 MPa提高到274.5 MPa,断裂韧性从3.2 MPa·m1/2提高到3.6 MPa·m1/2。此外,SiCnws的引入还形成了空间网络结构,降低了热膨胀系数。通过这种新颖的微结构孔缺陷修复方法,进一步提升了基于激光选区烧结增材制造的CCF/SiC复合构件的整体性能和可靠性。这一创新方法为高性能复杂结构CCF/SiC复合构件的发展提供了巨大的前景,广泛应用于各类工业领域。图1 碳化硅纳米线原位修复和增韧CCF/SiC复合构件的示意图
关键词: 激光选区烧结 碳化硅纳米线 短切碳纤维增强碳化硅 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
有史以来第一台基于芯片的3D打印机可放置在手掌中
近日,麻省理工学院和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员宣布,有史以来第一台基于芯片的3D打印机在3D打印技术方面取得了重大进展。这个不比硬币大的设备代表了便携式、快速和可定制对象创建方面的重大飞跃。该原型设备围绕毫米级光子芯片构建,该芯片可以将可重新配置的光束投射到特殊配方的树脂阱中。这种树脂在暴露于光线下会迅速固化,从而可以快速形成复杂的形状和结构。该芯片使用一系列微型光学天线来精确地引导光线,无需传统3D打印机中的传统运动部件。这项研究代表了硅光子学和光化学进步的顶峰。主要作者和EECS研究生Sabrina Corsetti强调了这项创新的重要性,他说:“在这里,我们通过使用可见光固化树脂和可见光发光芯片来创造这种基于芯片的3D打印机,在标准光化学和硅光子学之间相遇。你把两种技术融合成一个全新的想法。研究小组报告说,这项技术的潜在应用非常深远。便携式3D打印机可以随时随地创建定制的低成本物品,例如用于自行车维修的紧固件或用于医疗程序的组件。此外,该打印机在增强快速原型制作过程中具有重要用途,尤其是对于小零件和小零件。然而,更值得注意的是,该团队预测了未来的系统,其中光子芯片可以发射3D全息光图,一步到位地固化整个物体,大大增强了3D打印的效率和潜力。平台连接:https://www.jigongzhixuan.com/news/The-First-Ever-Chip-Based-3D-Printer-Can-Fit-in-the-Palm-of-Your-Hand/14934/
关键词: 3D打印芯片 光固化树脂 硅光子 光子芯片 学术与教育
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
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