3D打印行業幾大最新前沿技術解析

來源：OFweek 3D打印網

　　行業技術水平的發展一直是業內人士熱切關注的話題之一。如今的3D打印技術廣泛涉獵，在各行各業都不斷產生新的突破，更因此開闢了更為廣闊的行業市場。每一次新技術的成功開發，都令時刻關注著行業進展的人們欣喜若狂。今天，為了滿足廣大技術宅的願望，小編列出了最新問世的幾大新技術！

　　MIT科學家開發出3D打印可編程毛髮的技術

　　在這個無物不可以3D打印的時候，毛髮似乎更加不在話下。但是，由麻省理工學院（MIT）媒體實驗室的有形媒體集團3D打印而成的這種毛髮可不只是在塑料上增加了柔軟的觸感那麼簡單。這種材料可以通過編程用於一連串令人意想不到的實際應用。據了解，這個新奇的項目被稱為Cilllia（是的，中間是3個L），是研究人員們受到真正毛髮的啟發而研發的。眾所周知，生物的毛髮不僅有裝飾的作用，而且還能夠保溫，並且摸起來也很舒服。而有形媒體集團的學家們開發出了一個特別的軟件，可以快速定義頭髮的角度、厚度、密度和高度。

　　然後，通過這個軟件，他們能夠在平面或者曲面上以50微米的分辨率製作出毛髮狀的結構。在那之後，事情就變得真正有趣了。“3D打印毛髮狀結構的能力為個人製造和互動設計開闢了新的可能性。”研究團隊在一篇介紹Cilllia的論文中如是說。研究人員們製造了幾個玩具，其中包括一個帶LED燈的毛絨絨的兔子，當然兔子表面的毛是3D打印的，當您從不同的角度撫摸兔子的時候，LED等會亮起不同的顏色；此外還有幾個小芭蕾舞者，他們的足底打印著的頭髮使其能夠在一個特製的音箱表面旋轉，旋轉的速度取決於頭髮的角度。

　　此外，覆蓋著毛髮的底部可以組合也可以分開。由於毛髮是可以編程的，研究團隊甚至可以用它來製作出具有粘力的鑲板。另外，研究人員還可以用經過編程的毛髮製造手指滑動傳感器和被動性的致動器。比如他們把毛髮打印在一個小風車的中間，使其能夠對振動產生回應，然後將這個小風車固定到智能手機上，就可以通過手機的震動旋轉風車的葉片，非常有趣。

　　哈佛最新技術可直接在空中“繪製”3D金屬對象

　　日前，哈佛大學下屬的Wyss生物工程研究所John A. Paulson工程和應用科學院（SEAS）的科學家們開發出了一種3D打印複雜金屬對象的新技術，這種技術能夠像3D打印筆那樣在空中直接“繪製”3D金屬對象。這是一種激光輔助的直接墨水書寫技術，目前與之相關的研究論文已經於2016年5月16日被在線發表在了《美國國家科學院學報（Proceedings of the National Academy of Sciences）》上。據了解，該技術可以在沒有任何輔助支撐材料的情況下一步打印出獨立的微觀金屬3D結構。據了解，這項研究的負責人是Wyss研究所的Jennifer Lewis教授，她同時也是SEAS的Hansjrg Wyss生物工程教授。

　　據悉，Lewis的團隊在這項技術中使用的是一種含有納米銀粒子的墨水，這種墨水被送至打印噴嘴處，然後研究人員使用一種經過編程的激光在其剛剛擠出時對其進行退火，該激光的強度經過專門計算，剛剛能夠導致該墨水的固化。此外，其打印噴嘴沿X、Y和Z軸移動，結合旋轉的構建平台，可以實現任何曲率的自由曲面。通過這種方式，微型的半球、螺旋圖案、甚至由頭髮絲寬的銀質導線組成的一隻蝴蝶可以在幾秒鐘內被打印出來。而且打印的導線表現出了優良的導電率，幾乎可以與散裝銀相匹配。

　　據傳統上用於製備導電金屬結構的3D打印技術相比，激光輔助直接墨水書寫技術不僅在一步打印曲線和復雜的線形圖案的能力上更加出色，而且具有感應本地激光加熱的能力，可以將導電銀導線直接打印在低成本的塑料基材。根據這項研究的第一作者，Wyss研究所的博士後研究員Mark Skylar-Scott稱，這項技術最大的挑戰在於如何優化激光與噴嘴間隔的距離。“在打印期間，如果激光太接近噴嘴的話，熱能會上溯從而導致固化的墨水堵塞噴嘴。”kylar-Scott說：“為了解決這個問題，我們根據給定銀線圖案的溫度分佈生成了一個熱傳導模型，並通過這個模型來調節打印速度和和噴嘴與激光的距離，從而可以精確地控制“空中”的打印過程。”最終的結果是該技術不僅能夠製造出各種金屬的曲線、螺旋，以及尖銳的轉角，並且可以直接用銀墨水在稀薄的空氣中“書寫”，從而為那些依賴於定制化的金屬結構的電子和生物醫學設備帶來了無限的可能。除了Lewis 和Skylar-Scott,之外，Suman Gunasekaran也是本研究的一位合著者。Gunasekaran是在SEAS學習化學和物理學的一位本科研究員。這樣研究得到了美國能源部、科學辦公室和基本能源辦公室的支持。

　　可進行自動控制的快速等離子沉積3D打印技術

　　關於自動化與激光近淨型（LENS）技術的結合，日本大隈的Fastems的柔性製造自動化單元：含有三台RPM的激光沉積機（近淨型激光成型技術）與一台大隈的MU-6300V五軸立式加工中心，這一技術是送金屬粉的激光近淨型技術。現在，Norsk Titanium（挪威鈦）正在與博世力士樂合作以將其快速等離子沉積？技術推進自動化製造領域，而這一技術是送金屬絲的等離子近淨型技術。Norsk Titanium（挪威鈦）號稱為航空製造業而生、將重寫鈦合金產品的製造歷史的快速等離子沉積？技術到底是怎樣的？

　　之前空客位於德國的工廠Premium Aerotec在對Norsk Titanium（挪威鈦）的快速等離子沉積？技術進行設備測試，準備通過該技術來生產A350 XWB飛機上的鈦合金零件。面臨著像空客這樣的生產商產業化的需求，Norsk Titanium（挪威鈦）需要開拓其設備接入自動化的配置以滿足激增的歐洲和美國市場訂單。Norsk Titanium（挪威鈦）最近經歷了一些工廠的擴建計劃來滿足客戶增加訂單的需求。博世力士樂的定制化解決方案通過10個伺服軸為Norsk Titanium（挪威鈦）的快速等離子沉積？(Rapid Plasma Deposition-RPD)運動控制涉及到的部件來提供運動控制，實現多個等離子弧焊的實時控制以及其他功能。

　　Norsk Titanium（挪威鈦）的CEO Warren M. Boley Jr認為博世力士樂的PLC變頻控制器有效支持Norsk Titanium（挪威鈦）航空領域的客戶對絕對精度和可擴展性的需要，基於博世力士樂的技術，Norsk Titanium（挪威鈦）更加容易擴展其雄心勃勃的計劃，在北美建立其巨大的市場競爭力。鍛造技術在航空製造領域已應用多年，主要用於製造飛機、發動機承受交變載荷和集中載荷的關鍵和重要零件。飛機上鍛件製成的零件重量約佔飛機機體結構重量的20%~35%和發動機結構重量的30%~45%。目前在航空製造領域，金屬3D打印技術沒有廣泛應用於高端裝備的製造，只在小範圍內作為：包括飛機結構件一體化製造（翼身一體）、重大裝備大型鍛件製造（核電鍛件）、難加工材料及零件的成形、高端零部件的修復（葉片、機匣的修復）等傳統鍛造技術無法做到的領域。

　　在航空航天領域，材料往往是昂貴的。快速等離子沉積技術比鍛造更能節約至少50％的材料去除需求。而對於完成後期加工任務的機床來說，更少的材料去除需求也意味著更少的刀具、冷卻液消耗，更快的加工時間，以及更快的設備投資回收週期。