机工智选·深度服务增材制造行业！

搜索

国家增材制造创新中心

全国增材制造（3D打印）

产业技术创新战略联盟

机械工业信息研究院

大家都在搜：

综合

热点推荐

已关注

应用领域

技术工艺

装备

材料

关闭中文模式

热点推荐

图片加载中

新闻 | 2024-12-13

彪马开设Studio48:3D打印创新产品开发创意中心

专利 | 2024-11-19

一种基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法

本发明公开了一种基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，包括：步骤一：构建双尺度拓扑优化模型；步骤二：更新双尺度水平集函数进而驱动跨尺度结构构型更新；步骤三：得到跨尺度结构的边界数量和边界的坐标点；步骤四：基于跨尺度结构的边界的坐标点，分别对宏观构型和细观构型进行量化，得到跨尺度结构的几何特征具体数值；步骤五：调控跨尺度结构的极细组件特征；步骤六：调控跨尺度结构的孔洞特征；步骤七：调控跨尺度结构的特殊角度特征。本发明在水平集框架下基于图像处理技术实现了多种几何特征的精准识别的有效调控，促进了设计制造一体化，有助于提高设计效率和缩短设计周期。

论文 | 2024-12-11

牺牲毛细管泵设计多尺度生物形态

天然组织由不同的细胞和细胞外物质组成，它们在几个长度尺度上的排列——从亚细胞长度1（微米）到器官尺度2（厘米）——调节着生物功能。组织制造方法已经发展到大型结构，例如，通过立体光刻3和基于喷嘴的生物打印4,5，以及通过减光消融进行亚细胞分辨率6,7,8。然而，添加剂生物打印与子喷嘴/体素特征9作斗争，并且由于过高的发热和时间10，光烧蚀被限制在小体积内。使用温度敏感的水基软生物物质在多个长度尺度上进行构建已成为一项关键挑战，使大量生物基序（如不同口径的多尺度维管束树）无法通过现有技术实现11,12。在这里，我们在成型过程中使用镓基工程牺牲毛细管泵进行抽真空（ESCAPE），在软天然水凝胶中产生多尺度结构，实现了细胞尺度（<10µm）和毫米尺度的特征。将感兴趣的生物材料与构建几何形状的过程分离，允许非生物相容性工具创建初始几何形状。作为一个例子，我们在胶原蛋白中构建了分支的、充满细胞的血管树，跨越了大约300µm的小动脉，一直延伸到微血管（大约小十倍）。同样的方法可以用地形线索对血管壁的内表面进行微图案化，以在3D中定位细胞并设计精细结构，如血管畸形。ESCAPE模塑技术能够在软生物材料中制造多尺度形式，为以前在体外无法获得的各种组织结构铺平了道路。

新闻 | 2024-12-13

固相合金化：将铝废料转化为具有3D打印潜力的高性能合金

美国能源部太平洋西北国家实验室的研究团队开发出一种名为Solid Phase Alloying（固相合金化）的方法，能够高效地将铝废料转化为高强度金属合金，同时具备3D打印应用潜力。该方法通过Shear Assisted Processing and Extrusion（剪切辅助加工和挤压）技术，只需几分钟就能在无须熔化的情况下，将金属元素如铜、锌和镁精确添加到铝废料中，形成高性能合金。这不仅降低了生产成本，减少了环境影响，还使合金强度比传统回收铝高出200%。Solid Phase Alloying不仅限于铝，理论上适用于各种金属组合，为3D打印等新技术提供了广阔的应用前景，尤其是在定制化合金制造方面。该研究项目为资源高效回收和新材料研发迈出了重要一步。

专利 | 2024-11-19

一种通讯光缆的加工工艺

本发明属于通讯技术领域，尤其是一种通讯光缆的加工工艺，针对现有的容易增加光缆的直径和重量，影响光缆的使用，容易产生分层现象的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1：准备纤膏和保护材料，纤膏的重量份包括70份～90份的环氧大豆油、2份～10份的胶凝剂、1.0份～4.0份的丁苯橡胶和0.2份～1.0份的抗氧化剂，保护材料的重量份包括75份～85份的聚乙烯、10份～15份的纳米胶粉、1份～5份的超细氧化镁和1份～5份的增强纤维，通过制备纤膏，方便使用纤膏对光缆进行加工，通过制备出保护材料，保护材料涂覆在光缆上后可以增强光缆的性能，而又不会增加多少直径和重量，同时也不容易产生分层现象。

专家精选解读独家

专家供稿人：机械工业信息研究院相关专家供稿

新闻

研究人员为可穿戴设备开发新型3D 打印镓碳复合材料

图片加载中

葡萄牙的研究人员正在使用镓碳复合材料 3D 打印可穿戴电子产品中的传感器-加热器-电池系统。这些应用需要柔韧、耐用的材料，这些材料在应变下仍能保持功能性。镓基液态金属 (LM) 因其高导电性和流体可变形性而非常适合这些应用。然而，由于镓基 LM 的粘度低且表面张力高，打印它们具有挑战性。该团队开发了一种镓-碳黑-苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物 (Ga–CB–SIS) 复合材料来解决这些问题。这种复合材料经济高效且可持续，用碳代替银等金属。它可进行数字打印且无需烧结，可实现多层 3D 打印。该复合材料还具有对各种基材（包括热敏材料）的出色粘附性。Ga–CB–SIS 可发挥多种功能，包括作为互连件、传感器、加热器和储能电极。它在暴露于溶剂蒸汽时具有自修复特性，有助于有效修复电路。总体而言，Ga–CB–SIS 代表了可穿戴和可回收电子产品 3D 打印的可持续解决方案。

关键词：可穿戴设备镓碳复合材料消费品

专家供稿人：高端装备机械传动全国重点实验室伊浩；郎甜甜

专利

一种中厚板靶向激光辅助TIG深熔打底焊接方法及焊接装置

图片加载中

目前，核级容器的等离子中厚板焊接方法存在无法单次全熔透大钝边的问题，导致焊接效率低下、焊接质量不稳定。因此，发展全自动化高效的中厚板深熔焊接方法对核级容器高效高质量制造具有十分重要的现实价值。本发明旨在提供一种中厚板靶向激光辅助TIG深熔打底焊接方法及焊接装置，涉及焊接技术领域，有助于实现中厚板高效和高质量的焊接过程。本发明的装置主要由脉冲TIG焊机、TIG焊枪、光纤激光器、激光焊接头和焊接控制平台组成，如图1。本发明利用TIG焊枪输出低频高占空比脉冲电流，其峰值和基值切换时产生的高电弧压力差将电弧熔池前端液态金属排开至熔池后端，使电弧熔池前端底部形成液态金属薄膜，再通过激光焊接头的脉冲激光对电弧熔池底部的液态金属薄膜产生周期性的冲击穿透作用，形成稳定的穿透性“小孔”，以增加TIG焊的熔深。而且脉冲激光对电弧熔池作用时间非常短，仅起到冲击穿透液态金属薄膜的作用。因此，小功率激光配合低频高占空比脉冲TIG焊即可实现对大钝边的全熔透焊接，从而实现中厚板的高效深熔打底焊接，获得连续一致的单面焊双面成形焊缝，可显著提高中厚板结构件打底焊的质量及效率。图1复合焊接系统结构示意图其中：1-脉冲TIG焊机；2-光纤激光；3- TIG焊枪；4-激光焊接头；5-基材；6-焊接控制平台；7-波形输出控制系统；8- Y型坡口；9-焊缝；10-电弧熔池。

关键词：激光 TIG 中厚板熔深焊接多能场复合增材制造

专家供稿人：华南理工大学杨永强；宋长辉

论文

激光粉末床熔融过程中原位近红外熔池监测的性能评估

丹麦技术大学的Mandaná Moshiri、David Bue Pedersen、Guido Tosello和Venkata Karthik Nadimpalli详细地评估了在激光粉末床熔融（LPBF）过程中，使用近红外（NIR）光电二极管进行熔池原位监测的性能。在LPBF过程中，实时监测熔池对于数字化生产过程、提供认证基础数据、控制和识别潜在缺陷至关重要。尽管熔池监测技术能够提供制造过程中的红外辐射图像数据，但解释这些数据以识别特定缺陷（如孔隙和悬垂结构）仍然是一个挑战。研究表明，监测数据对热积累非常敏感，特别是在悬垂结构周围。其中，描述了冷点（即熔池监测信号强度显著低于平均阈值的区域）可能指示扫描轨迹交叉处的未熔合孔隙，而热点（信号强度显著高于平均阈值的区域）则与飞溅形成有关。LPBF过程中的缺陷（如孔隙）有可能在后续层中得到修复，这降低了监测数据对孔隙预测的敏感性和预测价值。研究还指出扫描策略和部件方向等局部工艺变量对飞溅和热点的形成有显著影响。尽管在对监控数据的可解释性上存在挑战，但研究表明，NIR光电二极管在提取LPBF过程中在线监测数据方面具有潜力，有助于改进过程控制和质量保证。文章建议未来的工作应该考虑使用过程模型和传感器数据来建立一个数字孪生，以考虑扫描策略和部件方向，从而更准确地定位飞溅位置，并提高监测系统对孔隙的检测灵敏度和适用性。这篇文章发表在《Virtual and Physical Prototyping》期刊上。研究得到了欧盟H2020创新和技术研究院以及Poul Due Jensens Fond（Grundfos Foundation）的支持。

关键词：熔池监控激光粉末床融合添加剂制造扫描策略热点检测孔隙率过程监控近红外传感器粉末床熔融PBF