多材料3D打印技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：南極熊3D打印 創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-14
多材料3D打印技術(shù)的視頻教程
全新桌面金屬3D打印技術(shù)介紹
全新桌面金屬3D打印技術(shù)介紹 適用人群：電子電器、汽車(chē)和軌道交通等技術(shù)研發(fā)人員 全新桌面金屬3D打印技術(shù)介紹（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2022-11-04 16:00課程內(nèi)容： 1、桌面金屬3D打印技術(shù)（金屬FDM）介紹 2、相比激光燒結(jié)，桌面金屬3D打印有哪些優(yōu)勢(shì)？ 3、桌面金屬3D打印的應(yīng)用
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3D打印技術(shù)帶來(lái)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)變革
3D打印技術(shù)帶來(lái)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)變革 3D打印技術(shù)帶來(lái)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)變革 （免費(fèi)） 【已結(jié)束】 直播時(shí)間：5月26日 19:30 適用人群：3D打印工程師，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，設(shè)計(jì)工程師 隨著3D打印的日漸發(fā)展，更多更復(fù)雜的設(shè)計(jì)得以落實(shí)生產(chǎn)。
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3D打印仿真分析（Python實(shí)現(xiàn)多個(gè)step、生死單元，適用于焊接仿真、激光同軸送粉、激光熔覆）
ABAQUS 3D打印仿真分析 涉及3D打印基板、打印件建模，Python實(shí)現(xiàn)多個(gè)分析步step設(shè)置，Python實(shí)現(xiàn)生死單元設(shè)置，DFLUX熱源子程序設(shè)置 適用于激光同軸送粉、激光熔覆、激光近凈成形LENS、焊接仿真
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多材料3D打印技術(shù)的實(shí)例教程
現(xiàn)在，來(lái)自新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)和上海交通大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了具有可調(diào)剛度的3D打印多材料驅(qū)動(dòng)器，這可以避免因任務(wù)不同而不得不更換驅(qū)動(dòng)器。
這款驅(qū)動(dòng)器包括一層活化形狀記憶聚合物(SMP)，該材料可以根據(jù)溫度的變化而改變剛度。先前，嘗試用形狀記憶聚合物制造驅(qū)動(dòng)器，其結(jié)果并不理想，響應(yīng)緩慢，清晰度有限。但該跨國(guó)研究團(tuán)隊(duì)使用直寫(xiě)成型技術(shù)和多材料3D打印技術(shù)，將加熱元件和冷卻元件插入驅(qū)動(dòng)器中，從而研發(fā)出首個(gè)快速響應(yīng)、剛度可調(diào)的軟性驅(qū)動(dòng)器。
此項(xiàng)目的共同負(fù)責(zé)人之一，新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)科學(xué)和數(shù)學(xué)系的助理教授Qi (Kevin) Ge說(shuō)道：“我們將商用噴墨多材料3D打印技術(shù)與直寫(xiě)成型技術(shù)相結(jié)合，制造出全打印快速響應(yīng)、剛度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)器，嵌入式形狀記憶聚合物層可以形成剛度可調(diào)性，而快速響應(yīng)則由于嵌入式加熱元件和冷卻元件。”
形狀記憶聚合物層使得驅(qū)動(dòng)器的硬度是基材的120多倍，還不失靈活性，并且，得益于溫度控制元素，在僅僅32秒內(nèi)，驅(qū)動(dòng)器可以經(jīng)受整個(gè)冷熱循環(huán)(從25°C上升到70°C，然后回落至25°C)！葛教授說(shuō)道：“變形驅(qū)動(dòng)器在其僵硬狀態(tài)下甚至在釋放壓縮空氣之后，可以執(zhí)行荷載任務(wù)。更重要的是，冷熱循環(huán)可以在大約半分鐘內(nèi)完成。”
此外，該團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)模型，用于指導(dǎo)后續(xù)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)博士后研究員、論文共同第一作者張?jiān)颊f(shuō)道：“我們還建立了計(jì)算模型，以模擬首個(gè)驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械性能和熱電性能，一旦通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這些模型將用于指導(dǎo)快速響應(yīng)、剛度可調(diào)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，并幫助提升負(fù)載能力。
當(dāng)然，沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，任何研究都是不完整的，所以研究團(tuán)隊(duì)制作了帶有三個(gè)快速響應(yīng)、剛度可調(diào)驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械手，并演示了它舉起和抓取各種物體，包括燈泡和啞鈴。
展開(kāi) 運(yùn)動(dòng)鞋鞋面、鞋底中的塑料部件所采用的制造技術(shù)以模具制造為主。傳統(tǒng)模具的工藝流程既昂貴又耗時(shí)，屬于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，并且制造基地集中，生產(chǎn)受到地域性的限制。盡管這種傳統(tǒng)制造模式在大批量生產(chǎn)方面已經(jīng)十分成熟，但是難以滿足柔性定制化生產(chǎn)的需求。
為了滿足消費(fèi)者對(duì)定制化運(yùn)動(dòng)鞋產(chǎn)品的需求，打造柔性的規(guī)模定制化生產(chǎn)能力，成為運(yùn)動(dòng)鞋制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。而無(wú)需模具即可直接進(jìn)行塑料鞋部件制造的3D打印/增材制造技術(shù)，逐漸在運(yùn)動(dòng)鞋制造領(lǐng)域受到重視。
2017年以來(lái)，陸續(xù)登陸市場(chǎng)的幾款帶有3D打印鞋中底的運(yùn)動(dòng)鞋，例如阿迪達(dá)斯Futurecraft 4D,Under Amour Under Armour Architech，匹克Future I，都是運(yùn)動(dòng)鞋制造商在批量定制化生產(chǎn)方面所進(jìn)行的嘗試。
近日，美國(guó)一家專(zhuān)注于多材料3D打印技術(shù)的企業(yè)Voxel8 推出了一種新的鞋部件定制化制造3D打印技術(shù)ActiveMix?，這是一種面向運(yùn)動(dòng)鞋鞋面聚氨酯部件定制化生產(chǎn)的技術(shù)。
年產(chǎn)量高達(dá)50萬(wàn)雙的規(guī)模定制生產(chǎn)技術(shù)
Voxel8 的創(chuàng)始人是哈佛大學(xué)Wyss研究所的Jennifer Lewis 教授，Voxel8 一直專(zhuān)注于多材料3D打印技術(shù)，在推出ActiveMix?技術(shù)之前，Voxel8 聚焦于電子3D打印領(lǐng)域。Voxel8的多材料3D打印技術(shù)有兩種3D打印功能，其中一種是基于FFF/FDM 材料擠出工藝的3D打印頭，另一種是可以打印導(dǎo)電銀墨水的3D打印噴嘴。Voxel8 3D打印機(jī)除了可以通過(guò)一次連續(xù)的打印任務(wù)創(chuàng)建一些簡(jiǎn)單的電子部件之外，還可以通過(guò)很方便的停止/啟動(dòng)功能，將一些外部部件在打印過(guò)程中嵌入對(duì)象，然后繼續(xù)打印。
展開(kāi) 南極熊導(dǎo)讀：多材料3D打印正在成為科技前沿的熱點(diǎn)，但絕大部分的多材料3D打印是同類(lèi)型材料的復(fù)合，比如不同的金屬材料嫁接打印，不同高分子材料的混合打印。如果有一種技術(shù)能將陶瓷與金屬或聚合物3D打印在一起，會(huì)發(fā)揮出什么樣的價(jià)值呢？
增材制造技術(shù)如今在諸如醫(yī)療、電子和航空航天等領(lǐng)域正日益發(fā)揮出引領(lǐng)創(chuàng)新的作用，尤其是在現(xiàn)有應(yīng)用方案無(wú)法更進(jìn)一步而需要突破某些瓶頸的時(shí)候。其中，復(fù)合材料3D打印受到了格外廣泛的關(guān)注，因?yàn)樗軌驗(yàn)橹圃焯囟ň哂懈倪M(jìn)性能的功能部件提供額外的可能性。
Lithoz 作為陶瓷增材制造的全球市場(chǎng)引領(lǐng)者和技術(shù)先驅(qū) ，一直在開(kāi)發(fā)突破性的多材料3D打印技術(shù)。如今借助Lithoz全新推出的多材料3D打印機(jī)，增材制造不再局限于單項(xiàng)材料。CeraFab Multi 2M30充分利用了增材制造的全部潛力，可在單個(gè)組件中對(duì)陶瓷、金屬和聚合物等不同材料及其特性進(jìn)行組合處理。
△CeraFab Multi 2M30 復(fù)合材料3D打印設(shè)備
通過(guò)將設(shè)計(jì)空間擴(kuò)展到不同的材料，復(fù)合材料的一體打印成型將使得3D打印零件的顛覆性設(shè)計(jì)成為可能，通過(guò)多種材料的復(fù)合成型，組件中的一部分到另一部分即可實(shí)現(xiàn)材料成分與結(jié)構(gòu)的改變，從而達(dá)到某種屬性或功能的對(duì)應(yīng)變化。這樣具有不同成分和/或微觀結(jié)構(gòu)的特殊類(lèi)型高級(jí)復(fù)合材料，也被稱(chēng)為功能梯度材料（FGM）和功能梯度結(jié)構(gòu)（FGS）。無(wú)需進(jìn)行后道的連接或組裝，即可實(shí)現(xiàn)高度復(fù)雜的形狀與不同材料相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，非常適用于替換傳統(tǒng)分體式設(shè)計(jì)的組裝部件。
△CeraFab Multi 可以實(shí)現(xiàn)的復(fù)合材料的潛在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合
CeraFab Multi 2M30的成型艙由兩個(gè)料盤(pán)系統(tǒng)組成。兩個(gè)獨(dú)立的料盤(pán)系統(tǒng)意味著陶瓷可以與其他陶瓷、聚合物或金屬結(jié)合。
展開(kāi) 今天，南極熊在全球3D打印產(chǎn)品庫(kù)product.nanjixiong.com里驚喜地發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有意思的產(chǎn)品：來(lái)自浙江迅實(shí)科技的多材料高精度陶瓷3D打印機(jī)。
多材料高精度陶瓷3D打印機(jī)是一款專(zhuān)業(yè)用于科學(xué)研究的打印設(shè)備，由浙江迅實(shí)科技研發(fā)生產(chǎn)完成。該設(shè)備是國(guó)內(nèi)首臺(tái)可打印多材料，集高精度3D打印機(jī)于一體的陶瓷3D打印設(shè)備。
陶瓷3D打印機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
和傳統(tǒng)工藝相比，陶瓷3D打印技術(shù)具有精度高、自由設(shè)計(jì)、無(wú)需模具、可控制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)等顯著優(yōu)勢(shì)。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的陶瓷成型方法有SLA、DLP、激光燒結(jié)、熔融沉積等，就表面質(zhì)量和成型效果來(lái)說(shuō)光固化技術(shù)體現(xiàn)出更好的打印效果。迅實(shí)根據(jù)市場(chǎng)需求，早年已經(jīng)研發(fā)出桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)的的DLP陶瓷3D打印機(jī)。
隨著陶瓷3D打印技術(shù)的逐漸成熟，越來(lái)越多的領(lǐng)域正在使用該技術(shù)解決傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決的痛點(diǎn)問(wèn)題。在應(yīng)用過(guò)程中，我們也認(rèn)識(shí)到受材料和精度限制，某些前沿產(chǎn)業(yè)應(yīng)用存在一定局限性。因此針對(duì)科研機(jī)構(gòu)的需求，我們研發(fā)生產(chǎn)出集多材料和高精度為一體的陶瓷3D打印機(jī)。
多材料3D打印技術(shù)，顯著提升陶瓷模型性能
如下圖展示，設(shè)備配有多個(gè)打印槽，用于放置不同的打印材料。設(shè)備通過(guò)打印平臺(tái)的機(jī)械移動(dòng)進(jìn)行材料的固化疊加，最終打印完成多材料模型。
多材料陶瓷3D打印一方面降低了陶瓷打印對(duì)材料的要求門(mén)檻，另一方面有效減少了單材料模型的性能短板，提高打印產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性、強(qiáng)度、韌性等。
此外，該臺(tái)設(shè)備還表現(xiàn)出了其他優(yōu)異性能：
1.僅需50g打印材料即可啟動(dòng)打印，節(jié)省材料，降低成本。
展開(kāi) 最近，德國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)將微流體系統(tǒng)結(jié)合到直接激光寫(xiě)入（DLW）3D打印機(jī)中，打印出了由多種材料組成的微結(jié)構(gòu)。從3D打印的微流體系統(tǒng)到3D打印的可移動(dòng)微結(jié)構(gòu)，3D微米和納米打印機(jī)的成就已經(jīng)很成熟。增加一些現(xiàn)成的組件可以釋放直接激光寫(xiě)入3D打印機(jī)（某些型號(hào)）的真正潛力。
該團(tuán)隊(duì)由Frederik Mayer在卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的納米技術(shù)研究所（INT）領(lǐng)導(dǎo)。他們使用商用微流體組件（如連接器，流量開(kāi)關(guān)，閥門(mén)，流量控制器和開(kāi)關(guān)流量矩陣）在Nanoscribe Photonic Professional GT DLW 3D打印機(jī)周?chē)Ｎ⒘黧w系統(tǒng)。星形選擇器控制將哪種流體注入構(gòu)建區(qū)域。由于光學(xué)聚焦的限制，DLW的構(gòu)建高度僅為100微米，因此僅將極少量的流體注入構(gòu)建區(qū)域以通過(guò)激光選擇性地固化。然后可以選擇另一種流體材料并注入以進(jìn)行固化，并且它們的原型微流體選擇器可以處理多達(dá)七種不同的材料。
為了展示其功能，團(tuán)隊(duì)3D打印了基于多種發(fā)射顏色的確定性微結(jié)構(gòu)3D熒光安全特征。為了制造幾乎不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，他們?cè)谖⒘黧w系統(tǒng)中使用了“七種不同的液體：用于結(jié)構(gòu)骨架的非熒光光刻膠，含有熒光半導(dǎo)體量子點(diǎn)的四種光刻膠和具有不同發(fā)光顏色的有機(jī)染料，以及兩種顯影劑（mr-Dev 600） “開(kāi)發(fā)商是用來(lái)沖洗其他材料的溶劑。
結(jié)果是一個(gè)五層物體，其中不同熒光標(biāo)記的復(fù)雜網(wǎng)格選擇性地定位在整個(gè)層中。整個(gè)物體只有112微米寬，只有54微米高，所以將七種不同的材料排列成一個(gè)精確的三維陣列，這個(gè)物體很小。事實(shí)上，當(dāng)通過(guò)微流體系統(tǒng)注入時(shí)，結(jié)構(gòu)非常微小，所有流體都經(jīng)歷層流（當(dāng)所有分子沿平行方向行進(jìn)時(shí)發(fā)生的非湍流狀態(tài)）。在x，y和z方向上具有26×26×5個(gè)可能的標(biāo)記位置，安全特征可以存儲(chǔ)7.8kbit的信息。
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對(duì)于工業(yè)界的使用者而言，模流分析最重要的三個(gè)要素就是：使用便利性、正確性與速度。三維實(shí)體模流分析技術(shù)可以提供許多傳統(tǒng)2.5D模流分析技術(shù)所不能提供的優(yōu)點(diǎn)，例如與CAD的整合、分析正確性、模型最少簡(jiǎn)化…等等。然而，三維模流分析在完全不簡(jiǎn)化模型的情況下，無(wú)可避免增加了許多計(jì)算上的負(fù)擔(dān)，使得計(jì)算時(shí)間增長(zhǎng)。Moldex3D所采用的高效能有限體積法 (HPFVM, High-Performance Finite
1. 軟件概述與技術(shù)架構(gòu)
Digimat是由e-Xstream engineering（現(xiàn)歸屬Hexagon Manufacturing Intelligence）開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)復(fù)合材料多尺度建模與仿真平臺(tái)。作為當(dāng)前復(fù)合材料仿真領(lǐng)域的標(biāo)桿軟件，Digimat采用獨(dú)特的多尺度方法學(xué)框架，實(shí)現(xiàn)了從微觀纖維/基體界面到宏觀結(jié)構(gòu)性能的跨尺度預(yù)測(cè)。
核心技術(shù)特點(diǎn)：
l 材料-工藝-性能一體化建模：集成材料數(shù)據(jù)庫(kù)包含
在3D打印領(lǐng)域中，SLA立體光固化成型（Stereo Lithography Appearance，SLA）是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝之一，這項(xiàng)技術(shù)由Chuck Hull在20 世紀(jì)80 年代發(fā)明。自創(chuàng)造以來(lái)，便以?xún)?yōu)異的快速成型特征和高精度表現(xiàn)，成為了一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)字模型實(shí)體化的關(guān)鍵技術(shù)。它不僅突破了制造業(yè)的傳統(tǒng)模具模式，還能在加速將設(shè)計(jì)概念轉(zhuǎn)變成實(shí)際產(chǎn)品的同時(shí)，保持產(chǎn)品表面細(xì)節(jié)的精確再現(xiàn)，使打印出的成品在視覺(jué)和觸覺(jué)上更加貼近設(shè)計(jì)意圖
從早期的原型制作工具，到當(dāng)下廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域的先進(jìn)增材制造技術(shù)，3D打印正以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)造力，持續(xù)推動(dòng)著人們的生產(chǎn)和生活方式。它不僅簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的模具制造流程，大幅降低了產(chǎn)品打樣的生產(chǎn)成本，還為個(gè)性化定制和小批量生產(chǎn)開(kāi)辟了全新的可能性。這一技術(shù)的進(jìn)步標(biāo)志著對(duì)智能制造前沿的深入探索，為行業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新突破開(kāi)辟了新的途徑。
時(shí)至今日，3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)給各行各業(yè)帶來(lái)了不同程度上的影響，積極推動(dòng)了社會(huì)前進(jìn)的步伐
通常情況下，高精尖科技的誕生不但可以推動(dòng)現(xiàn)有市場(chǎng)的升級(jí)換代，還會(huì)催生出一大批依附于此的新產(chǎn)業(yè)、新領(lǐng)域，為世界發(fā)展注入更多進(jìn)步的力量。如今業(yè)界比較知名，并且在消費(fèi)領(lǐng)域頗受歡迎的3D打印，便是其中具有代表性的新科技之一。這種新興技術(shù)能夠大大縮短從概念到成品的時(shí)間周期，還能顯著提高手板打樣的機(jī)動(dòng)性和生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程變得愈發(fā)高效便捷。
近數(shù)年，3D打印技術(shù)在全球的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021
High-Throughput Metal 3D Printing Pen Enabled by a Continuous Molten Droplet Transfer
Chan Kyu Kim, Dae-Won Cho, Seok Kim, Sang Woo Song, Kang Myung Seo, and Young Tae Cho
本文討論的是金屬3D打印技術(shù)
Control of Solidification Behavior and Shrinkage Porosity for Metal Casting Process based 3D Printing Ceramic Shell Mold
洪佩純
1、郭信宏
2、蔡和霖
3*
1金屬工業(yè)研究發(fā)展中心 金屬工藝研發(fā)處 熔鑄組 副工程師
2金屬工業(yè)研究發(fā)展中心
如今，以尼龍(PA)材料為代表的3D打印制件，在汽車(chē)制造、航空航天、藝術(shù)創(chuàng)作及醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。其不僅可用于產(chǎn)品驗(yàn)證，還能直接作為功能產(chǎn)品使用，既滿足輕量化及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的需求，又顯著縮短了研發(fā)及生產(chǎn)周期。但此類(lèi)尼龍制件打印成型后表面粗糙度在Ra12.5左右，對(duì)于部分終端應(yīng)用需求還有些許差距。
針對(duì)上述問(wèn)題，科恒采用了蒸氣平滑法來(lái)進(jìn)行表面處理。經(jīng)過(guò)這種工藝處理后
來(lái)源 | Small
作者 | 苗沐霖博士
香港城市大學(xué)呂堅(jiān)院士團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表在Small期刊上的題目為 “3D-Printed Mullite-Reinforced SiC-Based Aerogel Composites” 的文章，制備出了具有優(yōu)異力學(xué)性能且可以實(shí)現(xiàn)精確熱管理功能的碳化硅氣凝膠復(fù)合材料。具有這種結(jié)構(gòu)的氣凝膠復(fù)合材料可用于汽車(chē)電池或精密器件
安田新材料致力于探索增材制造的創(chuàng)新應(yīng)用，為客戶提供提供3D打印綜合材料解決方案。其推出的3D打印綜合材料解決方案將材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)與增材制造能力相結(jié)合，為終端客戶提供增材制造高性能材料和解決方案。
憑借高分子材料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以及包括增材制造設(shè)計(jì)（DfAM）、原型設(shè)計(jì)、按需生產(chǎn)和后期處理在內(nèi)的廣泛服務(wù)內(nèi)容，安田新材料有能力成為您的合作開(kāi)發(fā)伙伴，助您應(yīng)對(duì)來(lái)自3D打印方面的挑戰(zhàn)。
