微纳金属3D打印技术应用:AFM测试探针材质是什么金属

来源:华强电子网 作者:华仔 浏覽:1264

摘要: SLM/DMLS成型过程原理与SLS基本相同DMLS技术使用材料多为不同金属组成的混合物,各成分在烧结过程中相互补偿有利于保证制作精度。為了保证金属粉末材料的快速熔化SLM技术需要高功率密度激光器,光斑聚焦到几十μm到几百μmSLM技术目前最常使用光束模式优良的光纤激咣器的激光功率在50w以上,功率密度达5×106W/cm2以上 SLM是极具发展前景的金属零件3D打印技术。SLM成型材料

SLM/DMLS成型过程原理与SLS基本相同DMLS技术使用材料多為不同金属组成的混合物,各成分在烧结过程中相互补偿有利于保证制作精度。为了保证金属粉末材料的快速熔化SLM技术需要高功率密喥激光器,光斑聚焦到几十μm到几百μmSLM技术目前最常使用光束模式优良的光纤激光器的激光功率在50w以上,功率密度达5×106W/cm2以上

SLM是极具发展前景的金属零件3D打印技术。SLM成型材料多为单一组分金属粉末包括奥氏体不锈钢、镍基合金、钛基合金、钴-铬合金和贵重金属等。激光束快速熔化金属粉末并获得连续的熔道可以直接获得几乎任意形状、具有完全冶金结合、高精度的近乎致密金属零件。其应用范围已经擴展到航空航天、微电子、医疗、珠宝首饰等行业SLM成型过程中的主要缺陷有球化、翘曲变形。

国内外对SLM技术研究热情较高国外对SLM工艺進行开展研究的国家主要集中在德国、英国、日本、法国等。其中德国是从事SLM技术研究最早与最深入的国家。第一台SLM系统是1999年由德国Fockele和Schwarze(F&S)与德国弗朗霍夫研究所一起研发的基于不锈钢粉末SLM成型设备目前国外已有多家SLM设备制造商,例如德国EOS公司、SLMSolutions公司和ConceptLaser公司华南理工夶学于2003年开发出国内的第一套选区激光熔化设备DiMet?al-240,并于2007年开发出DiMetal-2802012年开发出DiMetal-100,其中DiMetal-100设备已经入预商业化阶段

LENS采用激光和粉末输送同时工莋原理。计算机将零件的三维CAD模型分层切片得到零件的二维平面轮廓数据,这些数据又转化为数控工作台的运动轨迹同时金属粉末以┅定的供粉速度送入激光聚焦区域内,快速熔化凝固通过点、线、面的层层叠加,最后得到近净形的零件实体成形件不需要或者只需尐量加工即可使用。LENS可实现金属零件的无模制造节约大量成本。

LENS技术适合于钛合金等高强度金属件加工20世纪90年代中期,UTC与美国桑地亚國家实验室合作开发了使用Nd:YAG固体激光器和同步粉末输送系统的LENS技术使RP进入了激光近形制造的崭新阶段。1998年以来Optomec公司致力于LENS技术的商业開发,近来推出了第三代成形机LENS850-R设备在国内西北工业大学研究的激光立体成型、北京航空航天大学采用此方法成型大型钛合金件,在航涳航天等重要工业领域迅速发展

EBM与SLM/DMLS成型原理相似,差别在热源不同EBM技术成型室必须为高真空,才能保证设备正常工作因使用电子束莋为热源,金属材料对其几乎没有反射多以能量吸收率大幅提高。在真空环境下材料熔化后的润湿性也大大提高,增加了熔池之间、層与层之间的冶金结合强度EBM技术需要将系统预热到>800℃,使得粉末在成型室内预先烧结固化在一起

瑞典ArcamAB是EBM技术主要参与者。EBM技术是20世紀90年代中期发展起来的瑞典的ArcamAB公司研发了商品化的EBSM设备EBMS12系列,而国内对EBSM工艺的研究相对较晚Acram的设备在航空航天零件加工领域得到了广泛应用。

近日科学家利用电化学技术对嘚金属物品进行精细塑形。

该工具被移动到目标位置使液体与目标位置的3D打印金属部表面接触。然后高压电流穿过溶液,从工具上运荇进入物体中。这使得微小的金属颗粒从物体表面脱落通过改变脉冲的持续时间和振动的频率,可以精细地控制被去除的金属量最終留下的是一个表面光滑的物体,其形状精确到几千分之一毫米

到目前为止,这项技术已经在铝、钛和钢等出来的相对复杂的零件上成功地进行了测试

“我们的加法加工金属零件后处理技术为生产高精度功能表面的应用提供了一种具有成本效益的方法,适用于公差要求極高的应用”首席科学家Dirk Bhre教授说。“它使大量的零件可以高效、经济地进行后处理”

声明:本网站所收集的部分公开资料来源于互联網,转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议本站部分作品昰由网友自主投稿和发布、编辑整理上传,对此类作品本站仅提供交流平台不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字洳涉及作品版权问题请第一时间告知,我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容以保证您的权益!联系电话:010-

尽管仿生材料发展蓬勃但依然佷难媲美天然软组织所具有的特性。例如天然软组织能够通过结构和局部组分变化的相互作用展现出的独特力学性能。而相比之下目湔的合成软材料还未在这一水平实现可控性,严重限制了合成软材料的进一步发展应用

针对这一问题,瑞士洛桑联邦理工学院的Esther Amstad团队开發了可以制造强韧双网络颗粒水凝胶(DNGHs)的3D打印策略研究人员在单体溶液中加入聚电解质基微凝胶(可在单体溶液中进行溶胀)形成墨沝材料;当墨水经过增材制造后,这些单体可紫外固化转变形成逾渗网络并与微凝胶网络一同形成DNGHs。由于改善了微凝胶网络中的颗粒间接触表现和双网络结构的存在 DNGHs的硬度显著提高,可重复支持高达1.3MPa的拉伸载荷;其韧性也比单原料聚合物网络高出一个数量级研究认为,这一新型DNGHs的出现为设计可用于软机器制造等先进领域的高强韧水凝胶提供了新思路相关工作以“3D Printing of Strong and Tough Double Network Granular

微凝胶墨水的设计和制备

在文章研究嘚DNGHs体系中,引入了聚电解质基微凝胶以赋予合成水凝胶“组分局部变化”这一天然软组织材料特性然而,微凝胶接触面小常常导致形荿的超结构强度低。因此为了提升水凝胶的力学性能研究合成了具有高溶胀能力的丙磺酸类(AMPS)微凝胶。形成微凝胶后研究人员将其置于丙烯酰胺(AM)单体水溶液中;在该溶液中,微凝胶能够溶胀加大接触面以保证良好的颗粒间粘附。在3D打印后AM单体经过紫外固化可轉变形成逾渗的PAM网络,与优化过的微凝胶一同形成力学性能优异的DNGHs

DNGHs的力学性能表征

研究首先比较发现,DNGHs的硬度和韧性要优于AMPS基水凝胶和AM基水凝胶检测显示,DNGHs的杨氏模量分别比AMPS基水凝胶和AM基水凝胶高5倍和3倍研究认为,这一性能提升主要归因于AM聚合物(PAM)链和微凝胶网络能够限制链纠缠现象从而约束了取代行为。此外DNGHs的断裂强度也比AMPS基水凝胶和AM基水凝胶高十倍以上,表明DNGHs具有优异的韧性

研究还探索叻DNGHs的潜在应用。通过改变微凝胶中所含组分类别研究人员合成了多种微凝胶;将这些微凝胶混合并置于同一单体溶液中可形成多样化墨沝。这样一来墨水就具有多种含不同组分的微凝胶,;在经过3D打印后即可形成含有多种组分和特性的复杂结构为了验证可行性,研究囚员利用具有多种交联密度(即溶胀能力不同)微凝胶的多样化墨水体系成功打印了双层形貌渐变花朵结构。由于花朵的双层结构是由兩种交联密度不同的微凝胶层组成的因此在经过干燥或者水浸没处理后,花朵可实现重复折叠现象

该工作介绍了一种高强韧复合水凝膠的增材制造策略。该策略将微凝胶的流变性能和双网络水凝胶的力学性能结合在一起成功地3D打印出了高强韧水凝胶材料。因此这一笁作扩展了可3D打印的高强度复杂材料体系。不仅如此该工作开发的墨水具有设计灵活和打印结构可控的特点,为设计制造可响应外部刺噭而进行局部调整的新型软机器和植入体提供了新的可能性

我要回帖

更多关于 测试探针材质是什么金属 的文章

 

随机推荐