特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品后者将水的pH值下降到1.0，以去除EGaln中的氧化物，从而暂时将其转变为液态金属状态。这导致EGaln颗粒（现在为小球）粘附在更坚固的铜颗粒上，形成由EGaln桥连接的铜颗粒网络。还添加甲基纤维素以增大混合物的体积。由此产生的粘性凝胶可以在室温下从普通3D打印机的喷嘴中挤出，一次一层地构建物品。当成品在相同温度下干燥时，水和盐酸就会蒸发。最终结果是一个刚性、高导电性的三维物体，其中金属含量高达97.5%（其余为甲基纤维素）。此外，根据凝胶挤出时颗粒排列的方式，如果在干燥时施加热量，物体将以可预测的方式改变形状。这种现象可以用于生产最终需要呈现复杂形状但更容易打印为平面图案的物品。 在下面的视频中，您可以看到如何使用凝胶3D打印一只蜘蛛，蜘蛛在加热干燥时会用腿站立。“3D打印彻底改变了制造业，但我们不知道以前有哪些技术可以让您在室温下一步打印3D金属物体，这为制造各种电子元件和设备打开了大门，”研究人员表示。有关这项研究的论文最近发表在《Matter》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369467.htm

"双金属"3D打印技术可产生强度更高的金属物品

"双金属"3D打印技术可产生强度更高的金属物品简而言之，这涉及到利用一个焊接头来产生一个电弧，使金属线熔化。熔化的金属以连续的层数沉积，逐步建立起所需的物品。每次在一个打印作业中需要不同的金属时，这个过程就必须暂停，以便将一种金属制成的金属线换成另一种金属制成的。为了简化这一过程，由AmitBandyopadhyay教授领导的华盛顿州立大学团队开发了一项新技术，该技术结合了两个市售的焊接头，每个焊接头都装载了不同金属的焊丝。一个焊头最初将一种金属以圆形模式沉积，形成一个环。然后，另一个焊头冲进去，将另一种金属沉积在该环内，使该结构具有坚实的核心。当这两种金属继续冷却时，外环的收缩速度比内芯快。这在两种金属的界面上产生压力，将它们结合在一起。这个过程反复进行，一层又一层，最终形成一个单一的"双金属"柱。到目前为止，科学家们已经创造了双金属结构--例如在一个较温和的钢外壳中包含一个不锈钢核心的柱子--其强度比单独由任何一种金属制成的同等结构强33%至42%。人们希望这项技术最终能够用于制造产品，如抗扭轴、带有冷却核心的航天器部件，周围有耐热外壳，甚至是带有治疗性磁芯的人工髋关节植入物，并包裹在耐用的钛中，这些物品不一定要采取圆柱外形。Bandyopadhyay告诉我们："我们在这项工作中展示的例子是径向结构，即两种材料在径向放置。"[但是]我们应该能够做出任何可以3D打印的设计。"关于这项研究的论文最近发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366879.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366879.htm

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（AndreasMogensen）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MarkII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（AirbusDefenceandSpaceSAS）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AdvenitMakaya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（AirbusDefenseandSpaceSAS）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（TommasoGhidini）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（ThomasRohr）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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416087.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416087.htm

激光可对3D打印金属进行微调 而无需"加热和击打"

激光可对3D打印金属进行微调而无需"加热和击打"三维打印金属通常是用一台机器以细粉的形式铺设薄层金属合金。然后在数字模型的引导下，使用激光或电子束熔化或烧结这层金属，然后再添加一层。打印完成后，多余的粉末被扫除，露出最终产品。通过这种打印技术，可以快速形成非常复杂的形状。问题是，用金属制作的东西不仅仅是形状。金属的物理、化学和机械特性之间也存在复杂的相互作用。如果控制不当，最终产品就可能是废品。一个非常简单的例子就是3D打印刀。我们有可能制造出一种非常奇特的刀片，展现出通常用传统方法几乎不可能实现的曲线和细节，但如果不考虑金属本身的特性，这种刀片可能会像花生脆一样折断，或者软得像黄油一样，无法更好地保持刃口。在制造复杂形状时，这是一个显而易见的挑战。不过，金属工人经过数千年的实践，并在过去几个世纪中借助一些新兴科学的帮助，已经开发出了屡试不爽的控制金属特性的技术。从本质上讲，这涉及到通过不同的加热和击打方法来改变金属的晶体结构。通过控制加热、冷却和锻造，可以对金属的结构进行微调，直到适合手术刀和工字钢等各种材料。这对于形状简单的金属物体来说还不错，但我们不能把复杂的3D打印形状塞进熔炉或用锤子敲打，这样就失去了使用3D打印技术制造金属的初衷。相反，剑桥团队（包括来自新加坡、瑞士、芬兰和澳大利亚的研究人员）选择使用激光在原位改变金属。他们的想法是，激光会选择性地熔化不锈钢制成的物体上的斑点，从而改变其晶体结构。通过这种方式，他们可以使打印金属变得坚固，同时消除这种打印金属容易表现出的脆性。微小尺度的选择性再加热将激光变成了微型锤子。这种技术无法复制传统的金属加工工艺，因此研究小组转而采用一种古老的技术来实现类似的效果。制作高质量剑刃的一种方法是使用两种不同的金属，如钢和铁，然后将它们多次焊接和折叠在一起。这样制作出的剑刃层次分明，两种金属相互映衬，使铸剑师不仅能控制整个剑刃的特性，还能控制特定部分的特性，因此剑刃的中心部分富有弹性，而边缘部分则足够坚硬，可以磨得很锋利。剑桥大学的研究小组也想出了类似的办法，他们交替使用激光处理过的点和未处理过的点。这使他们能够在很大程度上控制物体的最终特性。"我们认为这种方法有助于降低金属三维打印的成本，进而提高金属制造业的可持续发展能力，"团队负责人、剑桥大学工程系的MatteoSeita博士说。"在不久的将来，我们还希望能够绕过熔炉中的低温处理，进一步减少在工程应用中使用3D打印部件前所需的步骤数量"。这项研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395013.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395013.htm

新工艺带来大提升，我国科研人员研制出高抗疲劳 3D 打印钛合金

新工艺带来大提升，我国科研人员研制出高抗疲劳3D打印钛合金据中国科学院金属研究所消息，该所科研人员近期制备出具有高抗疲劳性能的3D打印钛合金材料。未来这种材料有望在航空航天领域发挥作用。该成果于北京时间2月29日在国际学术期刊《自然》发表。科研人员在某种钛合金材料的高温实验中发现，存在一个宝贵的热处理工艺窗口，可以抑制住气孔的出现，在此基础上，发明了缺陷与组织分步调控的新工艺，最终制备出几乎无气孔的钛合金材料。（央视新闻）

欧空局首个在轨 3D 打印物品 “出炉”

欧空局首个在轨3D打印物品“出炉”据物理学家组织网近日报道，欧洲空间局科学家首次借助3D金属打印技术，在国际空间站上成功打印出一条小型S曲线。这一突破标志着在轨制造领域的巨大飞跃。这款金属3D打印机由空中客车公司领导的一个工业团队制造，该团队与欧洲空间局人类和机器人探索局签订了开发合同。这款演示用打印机于今年1月到达国际空间站，随后被安装到哥伦布舱的欧洲牵引架MarkⅡ内。这款打印机的基本打印步骤是：将不锈钢丝送入打印区域，功率约为标准激光指示器100万倍的高功率激光将该区域加热。当金属丝浸入被加热的熔池内时，金属丝的末端会熔化，从而将金属添加到打印物品上。（科技日报）