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德国开发全新3D打印整合工艺 将被用于打印电池部件

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58京牌 ,德国哈雷-维滕贝格马丁路德大学(MLU)的化学家开发出一种方法,可在3D打印过程中将液体直接整合至材料中,例如将活性药剂加入药品中,或将发光液体整合至材料中以监测损坏情况。

 在3D打印材料(右)中,格状结构(左)中含有添加液体。(图片来源:MLU大学)

现在,3D打印被广泛用于一系列应用中,但一般仅限于经过热液化并在打印后变成固体的材料。如果最终成品中含有液体成分,通常是后来添加的,这一过程既耗时又昂贵。MLU化学研究所(Institute of Chemistry at MLU)的Wolfgang Binder教授表示:“未来发展取决于如何利用更复杂的方法,将若干生产步骤结合起来。因此,我们一直在寻找一种可在打印过程中直接将液体整合至材料中的方法。” 

为了实现这一目标,Binder及其同事Harald Rupp将常见的3D打印过程与传统打印方法(如喷墨打印机或激光打印机中使用的打印方法)相结合。在挤压基本材料的过程中,将液体逐滴添加至必要的位置,使其直接并有针对性地融入材料。

化学家们通过两个例证来证明这种方法有效。首先,将一种活性液体物质整合至可生物降解材料中。Binder表示:“我们能够证明,在打印过程中活性成分不会受到影响,并且能保持活性。”在制药产业,这样的材料被用作药品贮存库(drug depots),可以被人体慢慢分解,例如在手术后用于预防炎症。这一新工艺将促进其生产。

其次,科学家们将一种发光液体整合至塑料材料中。如果材料受到损坏,液体会漏出来,表明发生损坏的地方。Binder表示:“对于一些暴露在极高压之下的产品来说,你可以在一小部分区域上进行此类打印。”例如,承受很大压力的汽车或飞机部件。据介绍,到目前为止,塑材损伤是很难检测到的,不像金属损伤,可以通过X射线看到微小的裂纹。新方法将有助于提高安全性。

这种整合工艺还可以应用于其他众多领域,该团队计划尽快使用这种方法来打印电池部件。Binder表示:“在实验室中使用我们的设备,无法生产更多的产品。为了大量生产工业产品,必须使这一工艺在校外得到进一步开发。”

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