微生物固化技術(shù)的案例
微生物濕法冶金應(yīng)用技術(shù)的地位與前景
一、生物濕法冶金介紹
微生物濕法冶金技術(shù)是一門新興的礦物加工技術(shù),它包括微生物浸出技術(shù)和微生物浮選技術(shù)。微生物浸出技術(shù)始于20世紀50年代,并已在銅、鈾貧礦的堆浸及含砷難處理金礦的預(yù)處理方面實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用;微生物浮選技術(shù)在20世紀80年代出現(xiàn),目前尚在實驗室研究階段。由于微生物濕法冶金具有環(huán)境危害小和資源利用率高的優(yōu)點,在資源環(huán)境問題日益受重視的今天倍受關(guān)注,在礦物加工領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景。微生物浸礦是指用含微
(一） 細菌浸銅
迄今為止,利用微生物技術(shù)處理的銅礦石都是一些硫化礦。在微生物的作用下,礦石中的生物的溶劑從礦石中溶解有價金屬的方法。用微生物處理的礦石多為用傳統(tǒng)方法無法利用的低品位礦、廢石、多金屬共生礦等。微生物浸礦過程機理的研究已有很長的歷史，在細菌的生長、硫化礦分解等方面已有較深刻的認識。細菌浸礦過程是細菌生長及包括化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)，動力學(xué)現(xiàn)象的硫化氧化分解的復(fù)雜過程。主要有以下兩種方式。
1、細菌直接作用浸礦。
細菌對礦石存在著直接氧化的能力，細菌與礦石之間通過物理化學(xué)接觸把金屬溶解出來。某些靠有機物生活的細菌，可以產(chǎn)生一種有機物，與礦石中的金屬成分嵌合，從而使金屬從礦中分解出來。
2、細菌間接作用浸礦。
細菌能把金屬從礦石中溶浸出來，是細菌生命過程中的新陳代謝作用，例如細菌作用產(chǎn)生硫酸和硫酸鐵，然后通過硫酸和硫酸鐵作為溶劑浸提出礦石中得所有金屬。
微生物的濕法冶金有以下幾方面的價值：1減少資金花費2工藝流程更容易改變3可以提高金屬回收率4減少廢氣排放，保護環(huán)境。
二、微生物冶金現(xiàn)狀
我國是一個有色金屬礦產(chǎn)資源儲量大國 ,同時也是消費大國。經(jīng)過半個多世紀的生產(chǎn)消耗 ,易采易選冶礦已為數(shù)不多。現(xiàn)有的常規(guī)物理、化學(xué)選冶方法由于回收率低、資源損耗大、生產(chǎn)成本高和對環(huán)境污染嚴重等問題已不適應(yīng)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展要求。
展開 光學(xué)膜｜住友化學(xué)運用AI和轉(zhuǎn)基因微生物技術(shù)制造高功能薄膜
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，利用生物技術(shù)進行化學(xué)產(chǎn)品創(chuàng)新生產(chǎn)的時代即將開始。住友化學(xué)與一家美國初創(chuàng)公司共同研發(fā)了一項技術(shù)，使用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)用于移動終端的高功能薄膜。該技術(shù)可望在2021年內(nèi)應(yīng)用于主要制造商的移動終端。如果消耗大量能源的化學(xué)合成能夠被生物生產(chǎn)所取代，將有助于減少二氧化碳（CO2）的排放。
美國Zymergen和住友化學(xué)利用AI和轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)的高功能薄膜（照片來源：Zymergen）
根據(jù)日媒日本經(jīng)濟新聞報道，住友化學(xué)利用新技術(shù)研發(fā)的是一種名為Hyaline的薄膜材料。它是一種無色透明樹脂，厚度為幾十微米，可作為智能手機等設(shè)備的觸摸面板的薄膜材料。住友化學(xué)與位于美國加州的納斯達克上市公司Zymergen共同研發(fā)了使用微生物的制造技術(shù)。
住友化學(xué)公布稱：“Zymergen的數(shù)據(jù)庫記錄了微生物以糖等物質(zhì)為食所產(chǎn)生的各種物質(zhì)數(shù)據(jù)，通過運用人工智能（AI）和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，研發(fā)出了Hyaline薄膜材料”。
為了使微生物有效地生產(chǎn)薄膜材料，Zymergen按照人工智能的指令將其進行了基因組編輯操作。如果把這些微生物放在罐子里培養(yǎng)，它們將繼續(xù)生產(chǎn)樹脂材料。
展開 光固化3D打印技術(shù)之積分光源
下面是“光固化3D打印技術(shù)之積分光源”：
維也納技術(shù)大學(xué)開發(fā)了可在水下固化的環(huán)氧樹脂
維也納技術(shù)大學(xué)開發(fā)了一種特殊的環(huán)氧樹脂配方，可用于航空航天，造船和汽車制造中的纖維增強復(fù)合材料，甚至用于水下翻新。這是通過用光照射樹脂的任何部分來實現(xiàn)的。兔
幾秒鐘之內(nèi)，新材料就可以完全轉(zhuǎn)變。最初，材料是透明的，可以是液體或糊狀; 然后，當用適當?shù)墓庹丈渌娜魏尾糠謺r，整個樹脂開始凝固并呈現(xiàn)深色。TU Wien（維也納技術(shù)大學(xué)）已獲得專利的特殊環(huán)氧樹脂配方?，F(xiàn)在，研究人員成功地在水下進行了這一過程。這意味著新的環(huán)氧樹脂可用于迄今為止非常難以實施的工作，例如填充橋梁或水壩中的水下裂縫，或在正在進行的操作期間修復(fù)管道。
作為進一步的新穎性，該特殊配方可以與碳纖維和碳纖維墊組合使用。航空航天工程，風(fēng)力渦輪機，造船或汽車工業(yè)中的應(yīng)用有很多可能性 - 在每個需要將最高機械性能與輕量化設(shè)計相結(jié)合的領(lǐng)域。
環(huán)氧樹脂是工業(yè)領(lǐng)域中用于許多不同目的的標準材料，例如絕緣電子元件或固定機械部件。由Robert Liska教授（TU Wien應(yīng)用合成化學(xué)研究所）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了添加到普通環(huán)氧樹脂中的添加劑，以便調(diào)整其性能并通過按鈕實現(xiàn)目標固化。
“我們正在開發(fā)一種特殊化合物，其中光會引發(fā)化學(xué)反應(yīng)”，Robert Liska解釋說。“這可能是可見光的明亮閃光，但我們也有只能對紫外線發(fā)光的化合物?！?在光照射樹脂的點處，開始反應(yīng)以釋放熱量。這種熱量在其他地方傳播并引發(fā)化學(xué)級聯(lián)，直到所有樹脂都已固化。
“這種方法的關(guān)鍵優(yōu)勢在于沒有必要像其他光固化材料一樣照亮整個樹脂”，Liska解釋說?！坝霉庹丈錁渲娜魏尾糠志妥銐蛄?。其余部分即使位于你想要填充的黑暗裂縫的深處也能治愈。“
工業(yè)部門的興趣
來自工業(yè)界的 合作伙伴公司已經(jīng)詢問這種工藝是否也可以在“深色”填料或纖維存在下進行，因為自固化環(huán)氧樹脂對于這些更困難的應(yīng)用中的一些非常有用。
展開 
深入剖析3D Systems光固化（SLA）3D打印技術(shù)
深入剖析3D Systems光固化（SLA）3D打印技術(shù)
光固化(SLA)，不能算是新鮮事。有些物質(zhì)加熱之后會硬化，有些物質(zhì)遇冷會硬化，以此類推，有些物質(zhì)見了光會發(fā)生硬化，這個現(xiàn)象稱作“光固化(SLA)”。
光固化物質(zhì)制成的材料，稱作“光敏樹脂”（Photopolymer），它是由聚合物單體與預(yù)聚體組成，一般為液態(tài)，加有光引發(fā)劑（光敏劑），經(jīng)過一定波長的UV光（例如，250-300 nM波長）照射后,，引起聚合反應(yīng)，完成固化（如圖一）。
圖片來源：wiki
光敏樹脂，可用在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，例如當作光阻劑，也可用在印刷業(yè)，例如印刷門牌及標志。與各位最貼身的應(yīng)用，或許是當牙醫(yī)為你補牙的時候，先用光敏樹脂當成填充物，然后用UV光照射充填物將其硬化，完成補牙的動作。
近幾年，“3D打印”不定期的占據(jù)新聞版面，有人打印了車子（美國），有人打印房子（中國大陸），NASA還想要把3D打印機送上太空，好應(yīng)付航天員的不時之需。這些深植人心的3D打印應(yīng)用，大多屬于FDM技術(shù)（Fused Deposition Modeling）?？梢园阉胂蟪深愃圃诘案馍嫌媚逃蛿D出花紋的手法，只不過精密度高些?！癋DM”屬于3D打印里始祖級的商業(yè)化技術(shù)之一。
其實，另一個更早的始祖級商業(yè)化的技術(shù)，就是利用前面所述“光固化”的原理，因為沒有那么平易近人，加上材料是液體，溼答答的，總是比較不容易處理。所以，除了因工作需要而使用過的人，一般人其實不清楚它的存在。
將“光固化”原理，運用到3D打印，并且將它商品化的代表人物，是圖二里的
Chuck Hull先生。他在1980年代，成立了總部位于美國南卡羅來納州的3D Systems公司（圖三） 。3D Systems公司至今是3D打印界的龍頭之一，當初該公司制定的“stl”格式，仍然是現(xiàn)今3D打印界廣泛使用的模型檔格式。
展開 法拉利率先推出低固化清漆技術(shù) 減少環(huán)境危害
據(jù)美國媒體日報道，為推進環(huán)保理念，法拉利創(chuàng)新汽車噴漆工藝，引進全新低溫烤漆工藝，令車漆成分更加均勻，減少對環(huán)境的影響，也是全球率先推出低固化清漆技術(shù)的汽車制造商。
法拉利與涂料公司PPG公司建立合作關(guān)系，新車漆名叫“低溫烤漆”透明涂料，使用特殊配方的透明涂料，車身噴漆所需溫度得以從150攝氏度降至100攝氏度。因此減少噴漆所需能源，減少制造工序?qū)Νh(huán)境造成的影響。
此外新的低溫烤漆技術(shù)還可增強涂層間的黏連性，減少涂層透水性。因為復(fù)合材料組件、車身殼體與烤碳纖維可同時進行，確保使用不同材質(zhì)的不同零部件涂色均勻。
通過將不同金屬底漆與亮光漆面或亞光漆面相結(jié)合，工藝流程實現(xiàn)工業(yè)化，可調(diào)配出61種底漆顏色。
來源：環(huán)球網(wǎng)汽車
展開 全面解讀碳纖維復(fù)合材料感應(yīng)熱固化技術(shù)
它的開創(chuàng)新技術(shù)究竟是個什么東西？這是否預(yù)示著大眾公司找到一種不為人知的碳纖維汽車輕量化路線？
今天就來解讀一下Corebon公司的技術(shù)創(chuàng)新。
技術(shù)背景
Corebon公司把這項創(chuàng)新技術(shù)命名為Corebon技術(shù)。碳纖維復(fù)合材料目前在汽車、機械、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，但是碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)周期長，能量消耗大，效率低，制約了碳纖維復(fù)合材料部件的進一步擴展。
其中，目前碳纖維復(fù)合材料基體樹脂熱固化時間長、速度慢、溫度不均勻等缺點，是人們認為需要改進的一個很重要的技術(shù)點。
現(xiàn)在對碳纖維復(fù)合材料樹脂固化加熱方式，主要分兩種。一種是電阻加熱，這種加熱效率非常低，加熱的時候通常需要很長時間，所以設(shè)備占用時間長，生產(chǎn)周期長，成本自然而然會很高。
第二種加熱方式是感應(yīng)加熱，主要利用交流電通過線圈產(chǎn)生磁場，在電磁作用下進行加熱，類似于家庭中應(yīng)用的微波爐或者電磁爐。這種加熱方式優(yōu)點是加熱效率高，能量損耗低，加熱快，與被加熱物體不用接觸，不會受到物體形狀的限制。
但是第二種缺點也很明顯，因為是電磁產(chǎn)生熱量，所以要求被加熱物體具有導(dǎo)電性。所以通常是加鐵粉來解決，但是很容易產(chǎn)生溫度不均勻的問題。限制了在大尺寸部件中的應(yīng)用。
Corebon技術(shù)
Corebon公司開發(fā)了一種新型加熱裝置，來解決上述問題。主要就是利用感應(yīng)加熱線圈，在模壓機的模具表面形成局部高溫，然后利用這個高溫表面在與碳纖維預(yù)浸料接觸時，進行加熱。
因為是局部高溫，所以加熱效率會很高，加熱速度也會很快，樹脂固化完冷卻速度也會很快。其次，采用接觸面?zhèn)鬟f熱量，而不是在樹脂中添加導(dǎo)電材料，保證了碳纖維復(fù)合材料的完整性。
這種加熱方式，具有快速、高效、可控等優(yōu)點。據(jù)Corebon公司介紹這種加熱工藝，比傳統(tǒng)加熱工藝速度快10倍，模具比傳統(tǒng)模具輕20倍，能量節(jié)省95%，溫度更均勻。
展開 LCD/DLP/SLA三種光固化3D打印技術(shù)該如何選擇
激光固化成型是3D打印中成本較低、生產(chǎn)效率、成型質(zhì)量較高的技術(shù)之一，因此在個人、商用、工業(yè)市場中具有很大的應(yīng)用空間和前景。就光固化而言，主流技術(shù)有三種，SLA、DLP、LCD，它們之間也有很多區(qū)別。
LCD技術(shù)，全稱選擇性區(qū)域透光技術(shù)，是目前最新穎和市場最多的光固化技術(shù)。它的成型原理是紫外燈發(fā)出光源，然后通過液晶屏“切割”出每一層形狀的光源，投射到離型膜上，一次性固化將整個層面進行固化，層層疊加，直至完成。
DLP則是一種數(shù)字光處理技術(shù)，與LCD有很多共同點。主要區(qū)別在于成型光源不同。DLP通過數(shù)字投影儀投射每一層的光源。DLP的數(shù)字投影儀技術(shù)含量高，被美國企業(yè)德州儀器壟斷，因此國內(nèi)使用成本高。LCD則通過更換為市面上普通的LCD屏，在3D打印機中使用。當然，市場上也出現(xiàn)了專門用于3D打印的LCD黑白屏。這兩種技術(shù)成型速度快，但因為是拉印，受模型重力影響，不能打印太大的模型。同時還有一個致命的點：存在成型誤差，這也是為什么大部分工業(yè)制造仍然使用SLA3D打印機來代替這兩種技術(shù)的原因。
SLA是立體光刻技術(shù)中最老牌的光固化技術(shù)，也是最成熟的光固化技術(shù)。得益于上個世紀激光技術(shù)的發(fā)展，3D打印研究人員最早想到用激光實現(xiàn)3D打印。與其他技術(shù)不同的是，它利用激光發(fā)生器和振鏡完成點狀光源掃描成型，是線成型而不是面成型，并且在打印方向是向上的，因此可以打印非常大或大批量的模型。它還具有補償功能，可以補償打印模型的尺寸變化，通過光斑控制得到精確的模型。
極光創(chuàng)新SLA600 SE 3d打印機是深圳市極光爾沃股份科技有限公司自主研發(fā)的工業(yè)級SLA3D打印機。它采用了許多專利技術(shù)和高標準控制組件。
展開 高速光固化泡沫3D打印技術(shù)，PrintFoam可實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)
有這樣一位科學(xué)家父親曾經(jīng)這樣教育他的孩子們，“雖然我不能改變能源，但是通過3D打印技術(shù)，我可以創(chuàng)造更輕的材料，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化，這樣可以節(jié)省能源?！北热缱岋w機可以飛的遠，汽車噪音更小且節(jié)能。
2022年5月17日，南極熊獲悉，PrintFoam宣布推出高通量泡沫3D打印機，憑借在泡沫3D打印方面的背景，旨在通過革命性的大幅面設(shè)備獲取更多的市場。
△泡沫作為一種具有獨特物理特性的輕質(zhì)材料而廣受歡迎。圖片來自PrintFoam
PrintFoam公司由麻省理工學(xué)院Matthew Pearlson 創(chuàng)立，得到美國國家科學(xué)基金會 (NSF) 小型企業(yè)創(chuàng)新研究 (SBIR) 資助，旨在解鎖低密度紫外線固化樹脂的3D打印，從航空航天，能源汽車等再到智能家具，以生產(chǎn)輕量化結(jié)構(gòu)。該技術(shù)可用于多個行業(yè)，重量減輕多達 75%，成本只有傳統(tǒng)工藝的四分之一，但又保持傳統(tǒng)增材制造的耐用性、彈性和強度。
泡沫3D打印的意義
泡沫，也稱為多孔固體，在隔熱、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和漂浮部件的減震支撐等方面具有重要的作用。這種材料是許多工業(yè)領(lǐng)域的重要組分部分，涉及汽車、航空航天、電子、海洋、生物醫(yī)學(xué)、包裝和國防等領(lǐng)域。傳統(tǒng)工藝制備的泡沫材料結(jié)構(gòu)高度不對稱，孔隙尺寸、形狀、厚度、連通性和拓撲結(jié)構(gòu)離散程度很高。
△泡沫3D打印具有絕佳的舒適性、安全性和功能性
技術(shù)背景
PrintFoam的專有泡沫已推向市場多年，并且人們也看到了它的驚人的性能。
對于這些技術(shù)發(fā)展，其它3D打印公司紛紛效仿。但迄今為止，現(xiàn)有的3D打印平臺因打印速度慢，無法將這種獨特的技術(shù)實現(xiàn)大面積推廣。
為此，他們宣布開發(fā)第一款，專門從事工業(yè)規(guī)?；呐菽?D打印機，來進一步推動該領(lǐng)域發(fā)展。
展開 極速光固化3D打印Figure 4技術(shù)：高密度縱向堆疊打印解析
開放、稀疏的支撐件網(wǎng)絡(luò)可最大限度提高批量制造過程中溶劑沖洗、空氣干燥和后固化過程的有效性。
● 夜間打印和生產(chǎn)節(jié)奏：對于不采用全天候生產(chǎn)時間的制造商來說，夜晚意味著大量的時間浪費，而這些時間本可以用來打印部件。通過降低打印頻率但提高產(chǎn)量，可以更高效地計劃打印，提高一天的吞吐量。如果構(gòu)建時間太短，更換多臺打印機的構(gòu)建模型會讓技術(shù)人員不堪重負。
● 兼容自動化：提高整個工作流程效率的另一個方法是采用自動化。由于所采用的精確接觸支柱式支撐結(jié)構(gòu)允許快速拆除支撐結(jié)構(gòu)，因此可以采用自動化方式清潔、干燥和固化堆疊部件，而無需人工參與?？刹捎枚鄠€清潔站來清潔部件。
展開 技術(shù)分享：呋喃樹脂砂鑄造原砂、樹脂，固化劑的影響分析和選擇
但N含量過高也會帶來三個問題，一是抗?jié)裥栽黾樱粗圃爝秽珮渲瑫r，隨著N含量增加，粘度增加，導(dǎo)致包覆砂粒的樹脂膜變薄或不完整，使型砂強度降低，若為降低粘度而少脫水，則導(dǎo)致含水量增加，使固化速度，硬透性及強度皆受影響，這也是含N高，含水分也高的原因。二是熱強度降低，樹脂砂要求的熱穩(wěn)定性是十分不利的；三是形成氮氣孔，形成氣孔缺陷。因此樹脂進廠時，含氮量是必測項目。
即要不產(chǎn)生N氣孔，又要降低成本是有可能的：如生產(chǎn)廠的樹脂的N含量為4%，鑄造廠的樹脂加入量為1.5%，則帶進的N含量為0.06%。如果鑄造廠采取措施后，將樹脂加入量降至為1.0%，則可用價格低的含N量為6%的樹脂，帶入的N含量仍為0.06%，這樣樹脂生產(chǎn)廠可降低樹脂成本，鑄造廠的樹脂加入量低。購買的樹脂價格也低，可雙重得益。
3．固化劑的質(zhì)量
目前，呋喃樹脂常用的固化劑是對甲苯磺酸，二甲苯磺酸等有機酸，它主要的特點是酸度范圍寬，硬化速度可以調(diào)節(jié)，硬化后強度高，澆注后有機磺酸分解，不殘留在再生砂中，不影響再生砂的性能。因此，在鑄鐵中應(yīng)用呋喃樹脂砂時一定要用經(jīng)過磺化的酸，切不可貪圖便宜購買未經(jīng)磺化的硫酸作固化劑，河北某機床鑄件購買了價格低的硫酸固化劑后，操作者的咽喉、眼睛受到嚴重損害，并因其酸性強，硬化過程反應(yīng)強烈而難于控制。受到雙重損害。
高質(zhì)量的原砂，合格的樹脂與固化劑，它是保證樹脂砂性能的基礎(chǔ)，樹脂砂質(zhì)量必須從原輔材料抓起。
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Fraunhofer 無需支撐結(jié)構(gòu)的光固化3D打印技術(shù)TwoCure 新進展
德國Fraunhofer 研究所（Fraunhofer ILT）與合作伙伴Rapid Shape 公司正在研發(fā)一種新的光固化3D打印技術(shù)-TwoCure，該技術(shù)的特點是不需要為樹脂3D打印零件添加支撐結(jié)構(gòu)。免去添加支撐結(jié)構(gòu)不僅能夠節(jié)省用戶的CAD模型準備時間，還將使光固化3D打印零件的后處理步驟進一步簡化。
目前，TwoCure3D打印技術(shù)的研發(fā)有了新的進展，除了對該3D打印工藝本身進行完善之外，研究團隊還對基于TwoCure工藝的3D打印設(shè)備進行自動化集成。本期，3D科學(xué)谷就與谷友共同了解一下Fraunhofer 研究團隊在這方面取得的進展。
將集成自動化后處理工藝
TwoCure 通過光與冷相互作用形成零件，該工藝與已廣泛使用的SLA 3D打印技術(shù)類似，也是通過光刻曝光使光敏樹脂材料逐層固化。3D科學(xué)谷了解到，TwoCure 與SLA 3D打印技術(shù)的不同之處是零件不需要添加支撐結(jié)構(gòu)。
TwoCure 3D打印原型機，圖片來源：Fraunhofer ILT
TwoCure 3D打印過程中，在溫暖的光的照射下，打印零件被固化。 同時，冷卻的空間使逐層創(chuàng)建的熱固性組分與樹脂一起凍結(jié)成塊狀，就像蠟一樣。這些蠟狀的包裹材料，將在打印件取出之后，在室溫下進行熔化。零件在經(jīng)過簡單的清潔與后期固化后即可使用。
包裹著蠟狀材料的3D打印樣件，圖片來源：Fraunhofer ILT
目前，TwoCure3D打印設(shè)備的原型機已經(jīng)推出，F(xiàn)raunhofer 研究團隊正在研發(fā)基于TwoCure 3D打印設(shè)備的自動化工藝。在集成了自動化技術(shù)之后，通過TwoCure 技術(shù)3D打印的零件將被自動移出打印設(shè)備，并放置到熔化架上，將外包裹的蠟狀材料熔化掉。
展開 看波音公司如何通過光固化的技術(shù)來制造復(fù)合材料產(chǎn)品？
適用于尺寸較大的纖維絲束，該打印技術(shù)成型速度快，表面質(zhì)量提高，同時纖維與熱塑性基體間的界面結(jié)合性能好，構(gòu)件纖維含量高，纖維密實度高，并且提高了打印構(gòu)件的力學(xué)。
南京航空航天大學(xué)還研發(fā)出連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂基復(fù)合材料旋轉(zhuǎn)共混3D打印頭，其特征在于: 擠出頭連接于熔融腔也可繞中軸旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向與熔融腔相反；熔融腔與擠出頭內(nèi)側(cè)均有攪拌齒環(huán)，纖維束和熔融熱塑性樹脂受到兩級反向旋轉(zhuǎn)的螺旋齒環(huán)攪拌作用下均勻共混，且共混體以螺旋狀密實纏緊成圓柱絲束，樹脂沿纖維取向均勻分布；擠出頭擠出材料至成型區(qū)域并固化成纖維增強樹脂基復(fù)合材料。
南京航空航天大學(xué)的技術(shù)對當前熱塑性復(fù)合材料成型技術(shù)是一種突破，南京航空航天大學(xué)采用兩級旋轉(zhuǎn)腔體對纖維和樹脂的共混體進行攪拌和纏繞，適用于較大尺寸的纖維絲束，優(yōu)化了打印頭對纖維原有狀態(tài)的適應(yīng)性，在相同的打印速度下，提高了打印效率，改善了構(gòu)件的表面質(zhì)量；攪拌共混的作用下，纖維與樹脂間的浸潤充分，共混體中的纖維呈緊密螺旋纏繞狀，提高了增強體的承載能力，樹脂在纖維中各處分布均勻，改善了構(gòu)件的層間和界面結(jié)合性能，提高了打印構(gòu)件的力學(xué)性能；擠出頭的旋轉(zhuǎn)作用可使共混體在擠出后，纖維與樹脂的分布均勻，纖維體積含量高。
當前針對連續(xù)纖維增強的熱塑性復(fù)合材料成型FDM打印技術(shù)領(lǐng)域，活躍的企業(yè)和研究機構(gòu)包括美國Mark Forged，日本大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)，西安交通大學(xué)等。3D打印隨著南京航空航天大學(xué)將這一技術(shù)水平推向新的高度，3D科學(xué)谷認為FDM技術(shù)用于連續(xù)纖維增強的熱塑性復(fù)合材料打印技術(shù)進一步走向工業(yè)級應(yīng)用。
南京航空航天大學(xué)的突破性在于實現(xiàn)了較高力學(xué)性能連續(xù)纖維增強熱塑性基體復(fù)合材料構(gòu)件的3D打印，且成型效率高，表面質(zhì)量好，可適用于對性能要求較高的航空航天復(fù)雜構(gòu)件的成型過程。
展開 技術(shù)分享：呋喃樹脂砂鑄造原砂、樹脂、固化劑的影響分析和選擇
但N含量過高也會帶來三個問題，一是抗?jié)裥栽黾?，即制造呋喃樹脂時，隨著N含量增加，粘度增加，導(dǎo)致包覆砂粒的樹脂膜變薄或不完整，使型砂強度降低，若為降低粘度而少脫水，則導(dǎo)致含水量增加，使固化速度，硬透性及強度皆受影響，這也是含N高，含水分也高的原因。二是熱強度降低，樹脂砂要求的熱穩(wěn)定性是十分不利的；三是形成氮氣孔，形成氣孔缺陷。因此樹脂進廠時，含氮量是必測項目。
即要不產(chǎn)生N氣孔，又要降低成本是有可能的：如生產(chǎn)廠的樹脂的N含量為4%，鑄造廠的樹脂加入量為1.5%，則帶進的N含量為0.06%。如果鑄造廠采取措施后，將樹脂加入量降至為1.0%，則可用價格低的含N量為6%的樹脂，帶入的N含量仍為0.06%，這樣樹脂生產(chǎn)廠可降低樹脂成本，鑄造廠的樹脂加入量低。購買的樹脂價格也低，可雙重得益。
3．固化劑的質(zhì)量
目前，呋喃樹脂常用的固化劑是對甲苯磺酸，二甲苯磺酸等有機酸，它主要的特點是酸度范圍寬，硬化速度可以調(diào)節(jié)，硬化后強度高，澆注后有機磺酸分解，不殘留在再生砂中，不影響再生砂的性能。因此，在鑄鐵中應(yīng)用呋喃樹脂砂時一定要用經(jīng)過磺化的酸，切不可貪圖便宜購買未經(jīng)磺化的硫酸作固化劑，河北某機床鑄件購買了價格低的硫酸固化劑后，操作者的咽喉、眼睛受到嚴重損害，并因其酸性強，硬化過程反應(yīng)強烈而難于控制。受到雙重損害。
高質(zhì)量的原砂，合格的樹脂與固化劑，它是保證樹脂砂性能的基礎(chǔ)，樹脂砂質(zhì)量必須從原輔材料抓起。
展開 波音公司如何通過光固化3D打印技術(shù)來制造復(fù)合材料產(chǎn)品
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，最近波音公司在開發(fā)連續(xù)樹脂基復(fù)合材料3D打印技術(shù)，通過光固化的技術(shù)來制造復(fù)合材料產(chǎn)品。
根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，其基本原理包括，通過輸送機構(gòu)推動絲材的運動來實現(xiàn)連續(xù)的3D打印過程，其中絲材包括非樹脂組分和光聚合樹脂組分。進給機構(gòu)包括相對的輥子和與至少一個相對的輥子接觸的刮刀。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/46098.html
通過輸送導(dǎo)向器沿著打印路徑沉積一段連續(xù)柔性絲材，然后沿著打印路徑沉積的連續(xù)柔性絲材的一部分提供固化能量，通過使用刮刀去除光聚合樹脂組分的殘余物。
連續(xù)柔性絲材包括預(yù)浸料復(fù)合材料和非樹脂組分，包括一種或多種纖維材料，例如碳纖維，玻璃纖維，合成有機纖維，芳族聚酰胺纖維，天然纖維，木材纖維，硼纖維，碳化硅纖維，光纖，纖維編織物，金屬線，導(dǎo)線等。連續(xù)柔性絲材與增塑劑層疊以制造復(fù)合材料部件。
而具體采用哪一種材料，則需要根據(jù)所需要實現(xiàn)的物理特性來決定，這些物理特性包括強度，剛度，柔韌性或硬度等。不過除了強度，硬度，柔韌性，硬度的考慮，有時候還可以擴展到顏色、發(fā)光、導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性等方面的精確選擇。
在加工過程中，除了可采用紫外線來固化聚合物樹脂，還可以采用紅外光或者X射線。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/46091.html
或許你會好奇為什么波音公司要開發(fā)這樣的材料，其實在波音公司宣布將600多件3D打印部件用于波音的Starliner太空出租車之時，這也意味著塑料代替輕質(zhì)金屬合金將成為交通工具領(lǐng)域的一大趨勢。
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