密苏里大学研发的新型多材料激光3D打印机可一站式制造复杂设备

密苏里大学研发的新型多材料激光3D打印机可一站式制造复杂设备 密苏里大学的研究人员开发出一种新型3D打印方法，可在单一流程中制造复杂的多材料设备，从而简化制造流程并提高环境的可持续性。图片来源：Sam O'Keefe它被称为自由形态多材料组装工艺，有望彻底改变新产品的制造工艺。通过打印嵌入结构中的传感器，该机器可以制造出能够感知环境条件（包括温度和压力）的东西。对于其他研究人员来说，这可能意味着拥有一个自然外观的物体，例如可以测量海水流动的岩石或贝壳。对于公众来说，其应用可能包括监测血压和其他生命体征的可穿戴设备。其他技术在材料的多功能性以及如何精确地将较小的部件放置在较大的3D结构中方面存在不足。团队的方法是利用特殊技术来解决这些问题。团队成员制造了一台有三个不同喷嘴的机器：一个喷嘴添加类似墨水的材料，另一个喷嘴使用激光雕刻形状和材料，第三个喷嘴添加额外的功能材料，以增强产品的功能。它首先用普通的 3D 打印丝（如聚碳酸酯，一种透明的热塑性塑料）制作基本结构。然后，改用激光将某些部分转化为一种名为激光诱导石墨烯的特殊材料，并将其准确地放置在需要的地方。最后，再添加更多材料，以增强最终产品的功能。这项工作得到了美国国家科学基金会（NSF）先进制造计划的资助，NSFI-CorpsTM计划为探索商业化提供资金。"I-Corps 计划正在帮助我们确定市场利益和需求，"Lin 说。"目前，我们认为其他研究人员也会对它感兴趣，但我们相信它最终会让企业受益。它将缩短设备原型的制造时间，使企业能够在内部制造原型。这项仅在密苏里大学拥有的技术，为改变产品制造和生产方式带来了巨大的希望。""这是首次使用这种工艺，它开启了新的可能性，"该研究的第一作者、密苏里大学机械工程专业博士生 Bujingda Zheng 说。"我对这种设计感到非常兴奋。我一直想做一些前人没有做过的事情，而我在 Mizzou 就能做到。"其中一个主要好处是，创新者可以专注于设计新产品，而不必担心如何制作原型。密苏里大学机械与航空航天工程系副教授 Jian"Javen"Lin 说："这为全新的市场提供了可能。它将对可穿戴传感器、可定制机器人、医疗设备等产生广泛影响。"目前，制造多层结构（如印刷电路板）是一个涉及多个步骤和多种材料的繁琐过程。这些工艺成本高、耗时长，而且会产生对环境有害的废弃物。这种新技术不仅对地球更有益，其灵感还来自大自然中的系统。"自然界的一切都由结构材料和功能材料组成，"Zheng 说。"例如，电鳗的骨骼和肌肉使它们能够移动。它们还有专门的细胞，可以放出高达 500 伏特的电压来击倒捕食对象。这些生物学观察启发了研究人员开发新的方法来制造具有多功能应用的3D结构，但其他新兴方法存在局限性。"编译自/ScitechDailyDOI: 10.1038/s41467-024-48919-5 ... PC版： 手机版：

欧空局的金属3D打印机已运抵空间站 将在太空中创造未来

欧空局的金属3D打印机已运抵空间站 将在太空中创造未来 一台开创性的欧洲制造金属3D打印机已被发射到国际空间站，这标志着金属3D打印将首次在轨道上进行。这一举措利用了欧空局与空中客车公司之间的合作，旨在展示太空制造的潜力。图片来源：空中客车防务与航天公司"金属3D打印是一项更大的技术挑战，涉及到更高的温度和使用激光熔化金属。因此，必须确保机组人员和空间站本身的安全，而维护的可能性也非常有限。不过如果成功，金属的强度、导电性和刚性将把太空 3D 打印的潜力提升到新的高度。"第一台在国际空间站上运行的金属3D打印机正在进行地面测试，生产欧空局设计的样品部件。这台金属3D打印机由欧空局主导开发，旨在证明金属3D打印可以在失重条件下进行，为未来的太空制造能力开辟道路，让远离地球的宇航员可以生产他们需要的任何工具或备件。图片来源：空中客车防务与航天公司天鹅座NG-20货运飞船搭载着金属3D打印机以及8200磅重的科学调查报告和货物，于2月1日与国际空间站对接。打开包装后，欧空局宇航员安德烈亚斯-莫根森（Andreas Mogensen）将准备并将重约180公斤的金属3D打印机安装到欧空局哥伦布舱的欧洲拉架Mark II中。安装完成后，打印机将在地球上进行控制和监测，因此打印工作可以在没有 Andreas 监督的情况下进行。金属3D打印机技术演示器由空中客车防务与航天公司（Airbus Defence and Space SAS）领导的一个工业团队开发，该团队也是该项目的共同出资方，与欧空局人类和机器人探索局签订了合同。"这次在轨演示是欧空局与空中客车公司充满活力的小型工程师团队密切合作的成果，"空中客车公司项目经理帕特里克-克雷森说。"但这不仅仅是向未来迈出的一步，更是太空探索创新的一次飞跃。它为在太空中制造更复杂的金属结构铺平了道路。这是确保探索月球和火星的关键资产。"资料来源：空中客车公司打印机将使用一种常用于医疗植入物和水处理的不锈钢进行打印，因为这种不锈钢具有良好的耐腐蚀性。不锈钢丝被送入打印区，打印区由高功率激光器加热，其功率是普通激光笔的一百万倍。当金属丝浸入熔池时，金属丝的末端就会熔化，然后金属就会被添加到打印件中。来自欧空局技术、工程和质量部的欧空局材料工程师Advenit Makaya为该项目提供了技术支持："打印过程中的熔池非常小，大约只有一毫米宽，这样液态金属的表面张力就能使其在失重状态下牢牢固定。即便如此，不锈钢的熔点约为 1400 °C，因此打印机是在一个完全密封的盒子里运行的，以防止过多的热量或烟雾进入空间站的乘员舱。在打印过程开始之前，打印机内部的氧气必须排出太空，取而代之的是氮气如果暴露在氧气中，热不锈钢就会氧化。金属3D打印机将是首次在国际空间站上使用3D打印机进行金属打印。欧空局与空中客车防务与航天公司（Airbus Defense and Space SAS）签订了生产该3D打印机的合同。形状和尺寸科学家们选择了四种有趣的形状来测试金属3D打印机的性能。这些首批物品将与在地面打印的相同形状（称为参考打印件）进行比较，以了解太空环境对打印过程的影响。这四个打印件的尺寸都小于一个苏打罐，每个打印件的重量不到 250 克，打印时间约为 2 到 4 周。由于空间站的噪音规定打印机的风扇和电机噪音相对较大，计划打印时间被限制在每天四小时。打印完一个形状后，安德烈亚斯将把它从打印机上取下，打包安全运回地球进行处理和分析，以了解太空与地球在打印质量和性能上的差异。作为专用工具的一部分，一个参考和0xg打印件将被送往德国科隆的欧洲宇航员中心（EAC）。另外两份将被送往欧空局的技术中心欧洲空间研究与技术中心（ESTEC），那里的材料与电子元件实验室团队正在等待样品，以便对打印部件进行宏观和微观分析。最后的打印件将被送往丹麦技术大学（DTU），他们将提出打印件的形状，并研究其热性能，以支持未来的天线排列等工作。为未来做准备罗布补充说："作为一个技术示范项目，我们的目标是证明金属3D打印在太空中的潜力。我们已经学到了很多，希望能学到更多，使太空制造和装配成为现实。"欧空局未来发展的目标之一是创建循环型太空经济，在轨道上回收材料，以便更好地利用资源。其中一种方法是将旧卫星上的碎片重新利用，制成新的工具或结构。3D打印机可以省去用火箭将工具送上去的麻烦，让宇航员在轨道上就能打印出所需的部件。欧空局机械部主任托马索-吉迪尼（Tommaso Ghidini）指出："金属3D太空打印技术是一项前景广阔的能力，不仅能支持未来的探索活动，还能通过原位制造、维修甚至回收太空结构，为更多应用领域的可持续太空活动做出贡献。这包括在轨大型基础设施的制造和组装以及行星上的长期人类定居。这些方面是欧空局即将开展的技术交叉倡议的重点。"欧空局材料与工艺部主管托马斯-罗尔（Thomas Rohr）补充说："这项技术演示展示了微重力环境下金属材料的加工过程，为未来在地球以外制造基础设施铺平了道路。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

欧洲航天局向国际空间站发射首台金属3D打印机

欧洲航天局向国际空间站发射首台金属3D打印机 欧空局通过天鹅座NG-20补给任务，将空中客车制造的激光金属3D打印机送到了国际空间站。之前虽然已经在国际空间站测试过树脂类的3D打印机，但是金属3D打印机对能量、环境和安全性上都有更高要求。本次任务旨在证明在轨道上金属3D打印的潜力，未来可能改变太空任务的补给方式，或推进太空人造结构构建技术，或为在轨卫星回收提供再利用方式。

缅因大学打破自己创下的世界最大3D打印机纪录

缅因大学打破自己创下的世界最大3D打印机纪录 FoF 1.0 能以每小时 500 磅的速度打印长 96 英尺、宽 32 英尺、高 18 英尺的物体，并能在多种工艺之间切换，包括大规模增材制造、减材制造、机械臂操作和连续胶带铺设。该打印机位于缅因大学先进结构与复合材料中心（ASCC）。它既可以单独完成项目，也可以与 MasterPrint（前文提到的破纪录 3D 打印机）联手完成项目。必要时，两者甚至可以同时处理同一个部件。来自能源部、国防部、美因河州住房管理局和其他旨在利用该技术的合作伙伴的代表出席了打印机揭幕仪式。它可以实现生态友好和具有成本效益的制造，应用于国家安全、轮船制造、桥梁建设、风能和海洋能技术以及经济适用房等领域。缅因州住房发展部主任马克-威森丹格（Mark Wiesendanger）说，到 2030 年，缅因州估计需要增加 8 万套住房，其中很多是专门为收入处于或低于地区中位数的人准备的。威森丹格说："这项工作为建造高质量的经济适用房提供了另一种途径，同时进一步降低了成本，并利用了缅因州锯木厂丰富的木材剩余物。"值得注意的是，缅因州是全国森林覆盖率最高的州，每年生产超过一百万吨可用作 3D 打印机原料的木材残渣。使用大型 3D 打印机大规模建造经济适用房的想法已经存在多年，但推广速度一直有些缓慢。不过，这并不妨碍多个行业对此表示兴趣。例如，美国国家航空航天局（NASA）的目标是到 2040 年在月球上建造 3D 打印房屋。 ... PC版： 手机版：

世界上最大的3D打印机可以在80小时内建造一栋房子

世界上最大的3D打印机可以在80小时内建造一栋房子 美国缅因大学刚刚推出了世界上最大的聚合物 3D 打印机。这款名为“未来工厂 1.0” (FoF 1.0) 的新打印机可以打印长 96 英尺、宽 32 英尺、高 18 英尺的物体。相对而言，它的速度也相当快，每小时可打印 500 磅的物体。它可以动态切换打印技术，以适应复杂作业的不同方面。打印机可以在大规模增材制造、减材制造、连续胶带铺设和机械臂操作之间切换。这些技术使打印机特别适合许多行业，包括住房、基础设施和军用车辆开发。

巨型机械臂 3D 打印出 27 英尺高的房屋

巨型机械臂 3D 打印出 27 英尺高的房屋 自2018年在奥斯汀举办的SXSW音乐节上推出首座3D打印房屋以来，总部位于德克萨斯州的Icon公司已成为创建3D打印结构的领导者。利用其 Vulcan 3D 建筑打印机，该公司目前已在美国和墨西哥建造了 130 多座房屋，并计划在其家乡建造世界上最大的 3D 打印社区。该公司还参与了美国国家航空航天局（NASA）的一个项目，为火星建造一个模型栖息地，并正在开发基于月球的3D打印结构，包括着陆坪、道路和栖息地，作为Olympus项目的一部分。现在，随着"凤凰"打印机的发布，该公司在 3D 建筑打印领域又向前迈进了一步。Icon 团队表示，他们希望制造一种更易于安装和从一个工地移动到另一个工地的三维打印机，这种打印机可以减少所需的操作人员数量，并能更快地完成大型工作。"凤凰"3D打印机就是这样诞生的，它由一个可旋转底座上可自由移动的大型铰接臂组成，与该公司之前的"火神"打印机有很大不同，后者被锁定在一个支柱和横梁结构中。在设计将打印头连接到摆臂末端的三维建筑打印机时，主要挑战之一是实现建造可居住结构所需的精度。Icon 开发出了一种稳定系统，可以防止机械臂末端的挤出喷嘴因自身运动或环境风力而摇摆。这一新系统不仅移动性更强，而且现在还能处理像"凤凰之家"这样的大型建筑以及多层建筑的打印工作。据该公司称，新型打印机比 Vulcan 打印机的成本降低了一半。Icon 表示，使用该系统建造墙体系统的成本约为 25 美元/平方英尺，建造包括地基和屋顶在内的结构的成本约为 80 美元/平方英尺。Icon 说，这可以为建造一栋典型的美国住宅节省约 25000 美元。"未来，我相信几乎所有的建筑工作都将由机器人完成，几乎所有与建筑相关的信息都将由人工智能系统处理和管理，"ICON 联合创始人兼首席执行官 Jason Ballard 说。"在我看来，这显然是将建筑成本和时间缩短一半的方法，同时让房屋加倍美观，更忠实地表达居住者的价值和希望。"为此，该公司最近还宣布推出基于人工智能的系统 Vitruvius，任何人都可以利用该公司的技术设计出可以实际建造的房屋。"Vitruvius的终极目标是接受人类和项目的输入，并生成稳健的建筑、计划、许可就绪的设计、预算和进度表，"该公司在本月早些时候发布的一份声明中说。"Vitruvius将帮助任何人根据自己的愿望、预算和反馈在几分钟内设计房屋并生成平面图、室内效果图和室外效果图。Vitruvius 系统应能在今年年底前生成完整的施工文件和许可就绪的设计，以及预算和施工进度计划。"目前，您可以在该程序的网站上试用 Vitruvius 的测试版： ... PC版： 手机版：