微納3D打印:有效提升新材料研發(fā)能力及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力
時間:2024-08-23 10:07 來源:摩方精密 作者:admin 閱讀:次
近年來,依托大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等先進技術(shù)快速發(fā)展,新材料產(chǎn)業(yè)已成為戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),是未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導。如今,新材料技術(shù)與納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)相互融合,結(jié)構(gòu)功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯,精密、低碳、高性能、綠色、可再生循環(huán)等環(huán)境友好特性倍受關(guān)注。
新材料行業(yè)現(xiàn)狀
新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。目前,前沿新材料主要包括硼墨烯材料、過渡金屬硫化物、陶瓷復合物、3D打印材料、仿生塑料等,加快布局前沿新材料已成為我國的重大戰(zhàn)略之一。
新材料領(lǐng)域是關(guān)系國家安全和發(fā)展大局的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導性行業(yè),保持著平穩(wěn)良好的發(fā)展勢頭。根據(jù)Precedence Research的統(tǒng)計,2022年全球新材料市場規(guī)模為613.5億美元,預計到2032年將達到1127億美元左右,從2023年到2032年的年復合增長率可達6.27%,產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長、創(chuàng)新能力顯著提升。
3D打印催化創(chuàng)新材料開發(fā)
目前,探索新材料3D打印已經(jīng)成為一種新的趨勢,有望突破傳統(tǒng)復合材料成型的限制,帶來新材料制件領(lǐng)域的成本大幅度降低和時間大幅度縮短的變革。摩方精密面投影微立體光刻(PμSL)高精密3D打印技術(shù)為提高新材料樣件制造效率、降低制造成本提供多樣化創(chuàng)新性解決方案。
聚合物衍生SiOC陶瓷
南方科技大學葛锜/王榮團隊開發(fā)了一種具有超高打印精度和高陶瓷產(chǎn)率的PCP前驅(qū)體,采用摩方精密nanoArch® S130(精度:2 μm)和microArch® S240(精度:10 μm)3D打印設(shè)備,制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復雜三維結(jié)構(gòu),打印精度高達5μm。PCP前驅(qū)體在1100℃真空熱解后轉(zhuǎn)化為SiOC陶瓷,陶瓷產(chǎn)率高達56.9%。
超高打印精度、優(yōu)秀的比強度、高陶瓷產(chǎn)率以及復雜高精度零部件的可加工性能,這些特性可極大的促進PDC陶瓷在工程領(lǐng)域和極端環(huán)境中的應用。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103889
柔性壓電陶瓷復合材料
北京理工大學李營團隊研究了一種新型的柔性壓電陶瓷復合材料 (FPCCs),旨在解決 FPCCs 制備精度低和難以同時提升壓電性能和柔韌性的問題。首先通過配置柔性樹脂基體和采用表面功能化處理壓電陶瓷顆粒,實現(xiàn)了 FPCCs 柔韌性和壓電性能的協(xié)同提升。其次,團隊利用nanoArch® S140(精度:10 μm)制備了體心立方(BCC)結(jié)構(gòu),添加了不影響壓電性能的光吸收劑 TiO2,顯著提高了3D打印精度。最終制備的 FPCCs 具有高精度、高柔韌性和良好的壓電性能,為 FPCCs 的多功能應用拓展了新的研究方向。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.05.087
新材料行業(yè)現(xiàn)狀
新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。目前,前沿新材料主要包括硼墨烯材料、過渡金屬硫化物、陶瓷復合物、3D打印材料、仿生塑料等,加快布局前沿新材料已成為我國的重大戰(zhàn)略之一。

新材料分類(圖源:上海交通大學徐州新材料研究院)
新材料領(lǐng)域是關(guān)系國家安全和發(fā)展大局的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導性行業(yè),保持著平穩(wěn)良好的發(fā)展勢頭。根據(jù)Precedence Research的統(tǒng)計,2022年全球新材料市場規(guī)模為613.5億美元,預計到2032年將達到1127億美元左右,從2023年到2032年的年復合增長率可達6.27%,產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長、創(chuàng)新能力顯著提升。

3D打印催化創(chuàng)新材料開發(fā)
目前,探索新材料3D打印已經(jīng)成為一種新的趨勢,有望突破傳統(tǒng)復合材料成型的限制,帶來新材料制件領(lǐng)域的成本大幅度降低和時間大幅度縮短的變革。摩方精密面投影微立體光刻(PμSL)高精密3D打印技術(shù)為提高新材料樣件制造效率、降低制造成本提供多樣化創(chuàng)新性解決方案。
聚合物衍生SiOC陶瓷
南方科技大學葛锜/王榮團隊開發(fā)了一種具有超高打印精度和高陶瓷產(chǎn)率的PCP前驅(qū)體,采用摩方精密nanoArch® S130(精度:2 μm)和microArch® S240(精度:10 μm)3D打印設(shè)備,制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復雜三維結(jié)構(gòu),打印精度高達5μm。PCP前驅(qū)體在1100℃真空熱解后轉(zhuǎn)化為SiOC陶瓷,陶瓷產(chǎn)率高達56.9%。
超高打印精度、優(yōu)秀的比強度、高陶瓷產(chǎn)率以及復雜高精度零部件的可加工性能,這些特性可極大的促進PDC陶瓷在工程領(lǐng)域和極端環(huán)境中的應用。

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103889
柔性壓電陶瓷復合材料
北京理工大學李營團隊研究了一種新型的柔性壓電陶瓷復合材料 (FPCCs),旨在解決 FPCCs 制備精度低和難以同時提升壓電性能和柔韌性的問題。首先通過配置柔性樹脂基體和采用表面功能化處理壓電陶瓷顆粒,實現(xiàn)了 FPCCs 柔韌性和壓電性能的協(xié)同提升。其次,團隊利用nanoArch® S140(精度:10 μm)制備了體心立方(BCC)結(jié)構(gòu),添加了不影響壓電性能的光吸收劑 TiO2,顯著提高了3D打印精度。最終制備的 FPCCs 具有高精度、高柔韌性和良好的壓電性能,為 FPCCs 的多功能應用拓展了新的研究方向。

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.05.087
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