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AM方法实现无工具、节能的热固性复合材料生产
活性光控开环复分解聚合
前沿开环易位聚合(FROMP)是一种具有前景的节能方法,用于制备高分子材料。最近的研究进展展示了FROMP在增材制造、复合材料和泡沫等多种应用中的潜力。然而,目前前沿特性主要通过改变树脂成分或环境条件来控制。在本研究中,我们提出了一种利用光化学方法控制二环戊二烯(DCPD)FROMP的策略。通过使用光碱生成剂在紫外光下抑制DCPD的FROMP,同时利用光敏剂和共引发剂在蓝光下加速FROMP,实现了对前沿速度的正交光控。此外,研究还展示了光抑制技术在前沿聚合光刻图案化中的应用。前沿聚合在空间上得到了精确控制,可以重新定向,甚至分裂成多个分支前沿。这项工作为前沿聚合的先进控制奠定了基础,为传统制造、增材制造以及形态生成制造等新兴工艺的创新提供了可能。
特朗普集团将金属3D打印业务出售给风险投资基金
德国通快公司(Trumpf)近日宣布将其金属增材制造(AM)业务出售给风险投资基金Lenbach Equity Opportunities III(LEO III)。这一决定标志着通快在战略上的重大调整,公司将专注于其核心业务,而将增材制造视为非核心业务剥离。通快长期以来一直是工业金属增材制造领域的领军企业,其机器工具和激光技术为3D打印设备的发展提供了强大支持。 此次交易涉及德国和美国的所有员工,他们将转移到位于意大利Schio的新总部。在过渡期内,通快将继续使用“TRUMPF”和“TruPrint”品牌,但未来将逐步引入新的公司名称和独立品牌标识。尽管通快的增材制造业务在行业中具有重要地位,但此次出售可能暗示该业务并未达到预期的盈利水平。 LEO III基金专注于企业剥离业务,此次收购显示出其对增材制造领域的信心。基金表示将继续为现有客户提供服务,并致力于成为该领域的技术领先者。同时,LEO III计划简化内部结构和流程,以更快速、有效地满足全球客户需求,这可能意味着现有员工将面临裁员。 这一交易在金属增材制造领域引起了广泛关注。随着欧洲ReArm计划等军事制造项目的推进,金属增材制造市场有望迎来显著增长。LEO III基金可能希望通过优化通快的增材制造业务,抓住这一市场机遇,将其发展为更具盈利能力的业务。此次出售不仅对通快来说是一次重大战略调整,也可能对金属增材制造行业产生深远影响。
通过工程化骨化中心类器官的分治策略,招募发育细胞以实现快速骨愈合
目前骨修复的主要方法集中于局部递送生长因子,旨在实现血管生成与骨生成的耦合。然而,关键尺寸骨缺损的延迟血管化和再生仍面临挑战。在本研究中,我们构建了一种类似骨化中心的类器官(OCO),其核心由负载间充质干细胞的3D打印生成的骨形态发生和神经营养球体组成,外围则分布着促血管生成的神经营养相。研究结果表明,通过“分而治之”的方式,OCO的集体植入能够快速实现骨桥接,并在骨缺损区域连续形成类似骨化中心的骨小体。单细胞RNA测序分析揭示,OCO植入后,由Krt8+骨骼干细胞(SSCs)主导的发育模拟干细胞群体通过促再生原位类器官融合和成熟被独特招募。特别值得注意的是,OCO植入后Krt8+ SSCs的特定扩增与Has1+迁移性成纤维细胞(MFs)的同步减少相伴而生。此外,通过机器学习的跨物种比较发现,骨再生过程中Krt8+ SSCs与Has1+ MFs的相对组成与发育骨组织的公开数据高度相似。我们的研究提出了一种类似“分而治之”的方法,利用工程化的骨化中心类器官实现大尺寸骨缺损的快速再生。
特温特大学获得1360万欧元资助,用于循环3D打印和透明人工智能研究
荷兰特文特大学近日从2024年荷兰研究议程(NWA)的ORC项目中获得了1360万欧元的资助,用于领导两项研究项目,分别聚焦可持续增材制造和人工智能领域。该校将主导探索3D打印在循环经济中的应用以及开发更透明的人工智能系统。 其中,由工程技术学院的Ian Gibson教授领导的Add-reAM项目,旨在通过增材制造技术修复和再制造工业部件。研究重点是通过现场翻新工艺延长部件的生命周期。该项目将联合研究人员、行业合作伙伴和市政当局,共同开发可扩展的工作流程,以减少浪费和排放。 另一个重点项目DECIDE由行为、管理和社会科学学院的Mieke Boon教授负责,致力于创建能够向用户解释其决策过程的人工智能系统。该项目将融合计算机科学、哲学、伦理学、心理学、法学、公共管理和商业等多个学科的专业知识,并计划直接引入公民参与。 此外,特文特大学还将作为合作伙伴参与其他四个项目。其中包括与艺术家合作的气候正义倡议项目JUST ART,以及专注于纳米医学开发平台的NanoMedNL。另外两个项目分别是通过社交支持网络提升青少年心理健康的STRONGER2GETHER,以及探索个性化生物年龄反馈以促进健康生活方式的BIO-COMPaSS。 此次资助来自荷兰研究议程的ORC项目,旨在通过科学家、公民、政策制定者和企业的合作,共同开发应对社会挑战的解决方案。
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专家供稿人:机械工业信息研究院相关专家供稿
Protolabs发布报告称,2024年3D 打印市场规模将达 248 亿美元
按需数字制造提供商Protolabs发布了其 2024 年版年度3D 打印趋势报告,该报告介绍了 3D 打印趋势和 3D 打印的未来。该报告基于 700 多名工程专家的关键市场数据和见解,反映了人们对增材制造市场的信心。据报道,新的微型和大型应用以及最终用途部件生产规模 3D 打印的不断增长的潜力推动了这一趋势。据 Protolabs 称,3D 打印领域的增长速度比预期快 10.5%。据报道,市场规模以 21% 的复合年增长率增长至 2024 年的 248 亿美元,预计到 2028 年底将达到 571 亿美元。 此外,Protolabs 报告称,70% 的企业在 2023 年 3D 打印的零件数量将比 2022 年增加,其中 77% 的受访者认为医疗行业具有最大影响潜力。
关键词: 趋势研判
专家供稿人:华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室 闫春泽;史玉升
激光选区烧结成形CCF/SiC复合构件的孔缺陷修复
南京航空航天大学的Liu等人通过结合化学气相沉积和反应熔体渗透技术,提出了一种修复激光选区烧结成形短切碳纤维增强碳化硅(CCF/SiC)复合构件孔缺陷的新方法。该研究成果发表在《Ceramics International》期刊上。研究团队采用甲基三氯硅烷和氢气作为前驱体,在CCF/SiC复合材料中原位生成碳化硅纳米线(SiCnws),显著减少了初始孔缺陷尺寸。通过引入二次SiC和游离硅填充和封闭孔缺陷,利用X-CT扫描显示修复后的CCF/SiC复合材料内部致密,没有显著的孔隙几何形状。研究结果表明,微米级CCF和纳米级SiCnws作为增强相的结合,产生了协同增韧效果。具体来说,CCF通过纤维脱粘和拔出机制增强韧性,而SiCnws通过纳米线桥接和拔出机制增韧。该双重增韧机制显著提高了弯曲强度,从210.7 MPa提高到274.5 MPa,断裂韧性从3.2 MPa·m1/2提高到3.6 MPa·m1/2。此外,SiCnws的引入还形成了空间网络结构,降低了热膨胀系数。通过这种新颖的微结构孔缺陷修复方法,进一步提升了基于激光选区烧结增材制造的CCF/SiC复合构件的整体性能和可靠性。这一创新方法为高性能复杂结构CCF/SiC复合构件的发展提供了巨大的前景,广泛应用于各类工业领域。图1 碳化硅纳米线原位修复和增韧CCF/SiC复合构件的示意图
关键词: 激光选区烧结 碳化硅纳米线 短切碳纤维增强碳化硅 粉末床熔融PBF
专家供稿人:机械工业信息研究院相关专家供稿
QAMD 增材制造首个双金属 RDRE 喷射器
Quadrus Corporation 的先进制造部门 (QAMD) 通过选择性激光熔化 (SLM) 制造了世界上第一个双金属旋转爆震火箭发动机 (RDRE) 喷射器。这一突破标志着增材航天推进技术领域的突破性成就,代表了 NASA MSFC 工程师管理的一系列小型企业创新研究 (SBIR) 第二阶段和第三阶段工作的顶峰。旋转爆震发动机 (RDE) 采用一种压力增益燃烧形式,其中一个或多个爆震连续围绕环形通道传播。计算模拟和实验结果表明,RDE 在运输和其他应用中具有潜力。在爆震燃烧中,火焰前锋以超音速扩展。理论上,它比传统的爆燃燃烧效率高出 25%。这样的效率增益将大大节省燃料。由于旋转爆震波产生的高热,RDRE 喷射器面临巨大挑战。为此,QAMD 提供了一种解决方案,其特点是采用导热 GRCop-42 制成的薄面板和采用抗氧化镍基超合金 Monel K500 制成的歧管。GRCop-42 可使推进剂有效冷却喷射器表面,而 Monel K500 的抗氧化性和强度可使歧管壁更薄,从而实现更轻的设计解决方案,以满足 RDRE 应用的需求。双金属喷射器以及采用 Quad Mesh 技术的整体式 GRCop-42 喷射器计划于 2024 年夏季在 NASA 马歇尔太空飞行中心进行点火测试,这标志着火箭喷射器应用热管理向前迈出了重要一步。
关键词: SLM技术 RDRE喷射器 旋转爆震发动机 航空航天
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