01月05日訊
美國HRL實驗室官網(wǎng)報道稱,該實驗室研究人員在3D打印技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。他們開發(fā)出一種新技術(shù),使用3D打印方法制造出的超強陶瓷材料不僅可擁有復雜的形狀,還能耐受超過1700攝氏度的高溫,未來有望在航空航天和微機電領(lǐng)域大顯身手。
據(jù)科技日報5日消息,陶瓷擁有很多有用特性,如高強度、高硬度以及耐腐蝕、耐磨損等,但也有一個“阿喀琉斯之踵”——無法輕易制成復雜形狀。3D打印技術(shù)能使陶瓷擁有復雜的形狀,但陶瓷極高的熔點又限制了這一方法的使用。目前幾項陶瓷的3D打印技術(shù)不僅效率低下,且打印出來的產(chǎn)品往往有裂縫。不過現(xiàn)在,得益于精密的光固化快速成形工藝,HRL實驗室研究人員3D打印出了致密而耐用耐高溫且擁有多種形狀的陶瓷部件。
在新研究中,化學工程師扎克·埃克爾和化學家周朝音(音譯)發(fā)明了一種由硅、氮和氧組成的樹脂配方,在一臺3D打印機內(nèi)用一束紫外線照射這種樹脂,會使其變硬。這種被稱為陶瓷前體的樹脂能被3D打印成各種形狀和大小的零件,打印出來的材料過火后會轉(zhuǎn)化為一種高強度、完全致密的陶瓷。
HRL實驗室的材料學家托拜厄斯·舍德勒表示,新方法的效率是以前3D陶瓷打印技術(shù)的100到1000倍,強度為同類材料的10倍。
研究人員認為,這種超強、耐高溫的陶瓷有望用于制造噴氣發(fā)動機和極超音速飛機上的大型零件、微機電系統(tǒng)(例如微型傳感器)內(nèi)的復雜部件等諸多領(lǐng)域。
中銀國際指出,相比消費級3D打印,其更看好工業(yè)級3D打印的發(fā)展,尤其是其在航空航天、工業(yè)制造、醫(yī)療與器械等高端制造領(lǐng)域的應用拓展。3D打印技術(shù)在高端制造領(lǐng)域有著得天獨厚的優(yōu)勢,且技術(shù)前沿、價值量高、深得政策支持,預計將成為3D打印市場規(guī)模的主要來源。未來向這一領(lǐng)域的拓展將持續(xù)受到政策支持與行業(yè)促進。此外,生物領(lǐng)域醫(yī)療應用將是3D打印工業(yè)應用的重要發(fā)展方向之一。根據(jù)3D工業(yè)級打印機應用的特點和現(xiàn)實情況,醫(yī)療能夠有效解決患者的疾病困擾,從體外模型到體內(nèi)植入,從骨科、牙科到內(nèi)臟器官,3D打印的醫(yī)療應用的生物活性逐漸提高。
中銀國際建議,重點關(guān)注工業(yè)級醫(yī)療應用企業(yè)美亞光電(002690)、光韻達(300227)、銀邦股份(300337);消費級應用企業(yè)金運激光(300220);航天航空應用企業(yè)中航重機(600765);核電應用企業(yè)南風股份(300004)。