多材料3D打印技术是一种先进的制造技术,能同时堆叠多种材料构建复杂结构。应用广泛于汽车、航空航天、医疗等领域。虽面临材料兼容性、打印效率及成本等挑战,但随着技术成熟,其应用前景广阔。
南方科技大学材料科学与工程系郭传飞教授、中国科学技术大学近代力学系王柳教授、中国商用飞机有限责任公司陈迎春研究员研究团队合作开发了一种超快响应的电容型电子皮肤。团队深入研究了微结构界面的能量耗散对电容型柔性压力传感器响应-恢复速度的影响,采用微结构界面的一体化粘接技术,将这类传感器的频率带宽从数百赫兹扩展至至少12500 Hz,该研究为推动电容型柔性压力传感器从动态压力检测到声学领域的应用提供了新的思路。
聊城大学的张丙元教授、宋琦副教授团队联合厦门理工学院林洪沂副教授设计了一种3D蝴蝶结结构阵列覆盖外尔半金属薄膜的太赫兹波探测器,并实现了外加光场增强其性能。该团队利用摩方精密面投影微立体光刻(PμSL)技术,借助nanoArch® S130(精度:2 μm )3D打印设备实现了微结构阵列的低成本高精度制备,并在器件上制备高质量外尔半金属薄膜,获得具有高灵敏度、低等效噪声功率和有效探测面积大的太赫兹波探测器。
西北工业大学黄维院士团队于涛教授课题组,提出将有机室温磷光分子用于3D打印树脂力学性质实时监测的全新思路。研究团队设计制备两种具有 "供体-受体-受体"(D-A-A')构型的高效有机室温磷光分子DTPPAO 和 tBuDTPPAO,将DTPPAO分子以物理掺杂方式与HEA-AA光固化树脂混合均匀制备具有力学性能自监测的HEA-AA/DTPPAO光固化材料,采用数字光处理(DLP)3D打印技术,通过摩方精密nanoArch® P150(精度:25μm)3D打印设备,打印了一系列三维结构,并成功应用于结构健康监测领域,该成果为有机室温磷光在结构健康领域的应用奠定了基础。
香港理工大学3D打印中心温燮文教授联合香港大学机械工程系陆洋教授,在此前工作(Nat. Mater., 2021, 20, 1506)基础上更进一步,提出了一种通过摩方精密面投影微立体光刻(PμSL)3D打印技术制备同时具有亚微米特征及毫米/厘米级尺寸的熔融石英玻璃三维构件的方法。
南方科技大学力学与航空航天工程系杨灿辉团队与机械与能源工程系葛锜团队,报道了通过多材料光固化3D打印技术一体化设计制造基于聚电解质弹性体的多模式传感离子电容传感器,解决了传统离电传感器稳定性差和功能性单一的问题,为可拉伸离电传感器的设计、智造与应用提供了新的解决方案。
金属3D打印是一种先进的制造技术,其工艺包括金属粉末床熔化、金属粘合剂喷射、直接能量沉积等等,用户可根据不同应用场景、选择合适的制造工艺,进行权衡,以确定是否适合特定的制造需求。
南方科技大学机械与能源工程系葛锜教授与西安交通大学原超副教授研究团队提出了一种简单高效的陶瓷4D打印制造方法和设计策略。采用团队自主开发的多材料光固化3D打印设备制造水凝胶-陶瓷弹性体层合结构,通过水凝胶失水驱动层合结构由平面图案演化为复杂三维结构,在无需额外形状编程的条件下实现陶瓷结构的直接4D打印。