91九色蝌蚪_丁香六月狠狠综合天香_亚洲永久精品国产大片_国产b站免费版视频_老色鬼在线播放精品视频_天天看片97涩_小黄人福利导航_久久99精品国产麻豆婷婷_国产91精品精华液一区二区三区_91九色麻豆_综合亚洲欧美精品日韩?v_天天日天天日天天日天天日天天日天天日 _蜜月国产免费福利片_久久99国产精品片久久99蜜桃_国产精品无码专区在线观看_免费在线1区2区3区

搜索:  
從灰度立體光刻到功能梯度材料 - 費(fèi)廣海、Rob Ameloot團(tuán)隊(duì)在立體光刻3D打印領(lǐng)域的新進(jìn)展
2024-04-30  來源:高分子科技

  功能梯度材料(FGM成分/結(jié)構(gòu)在空間上梯度變化以實(shí)現(xiàn)其機(jī)械、熱膨脹、介電性能或其他性能的梯度變化。由于其可調(diào)控的多功能特性及對(duì)特定應(yīng)用需求的高度適應(yīng)性,功能梯度材料的設(shè)計(jì)、構(gòu)建和應(yīng)用一直是材料科學(xué)和材料加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),其在微電子、航空航天、軟體機(jī)器人及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。然而功能梯度材料在空間上的各向異性不可避免地與傳統(tǒng)制造技術(shù) (如鑄造、切削及注塑等) 不兼容,功能梯度材料的三維精準(zhǔn)構(gòu)建一直是材料加工領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)之一。


  雖然目前使用噴涂、電沉積和粉末冶金等制造技術(shù)能加工一維/二維梯度材料,但是無法制造三維、復(fù)雜的梯度材料。針對(duì)這一難題,費(fèi)廣海、Rob Ameloot團(tuán)隊(duì)基于立體光刻3D打印工藝,開發(fā)了一系列用于制造功能梯度材料的新型灰度3D打印技術(shù)。

1)半色調(diào)灰度光固化技術(shù)的開發(fā)及力學(xué)梯度材料的構(gòu)建


  在外部條件刺激下 (壓力、溫度和光照等) ,力學(xué)梯度材料可產(chǎn)生各向異性變形,這種梯度響應(yīng)特性為軟體機(jī)器人技術(shù)帶來了新的契機(jī)。通過使用灰度掩模,基于數(shù)字微振鏡 (DMD) 的立體光刻3D打印技術(shù)在空間上定義材料的光聚合程度,可以實(shí)現(xiàn)力學(xué)梯度材料的構(gòu)建。然而,DMD灰度光固化依靠256級(jí)灰度掩模 (8-bit) 來調(diào)控曝光能量的梯度分布,與大多數(shù)投影式光固化設(shè)備(如LCD設(shè)備)并不兼容。為解決這一局限,基于數(shù)字半色調(diào)圖像處理技術(shù),費(fèi)廣海、Rob Ameloot團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種能在任何投影式光固化設(shè)備(DMDLCD設(shè)備)上實(shí)現(xiàn)梯度打印的新型灰度打印技術(shù),突破了長期以來灰度光固化只能依靠DMD打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的限制。相關(guān)成果以Digital Halftoning for Printer-Independent Stereolithography of Functionally Graded Materials為題發(fā)表于Cell Reports Physical ScienceCell Press、封面文章)。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101525


1 半色調(diào)灰度光固化技術(shù)


2)數(shù)字光固化和選擇性溶解工藝的開發(fā)及孔隙率和填料含量雙重梯度的實(shí)現(xiàn)


  微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有微米孔徑 (<50 μm) 和梯度孔隙率的多孔材料在醫(yī)學(xué)植入體和微流控等領(lǐng)域有巨大潛力。然而,傳統(tǒng)的材料加工技術(shù)不適合制造這種三維、復(fù)雜的梯度多孔材料。結(jié)合光固化技術(shù)和化學(xué)溶解策略,費(fèi)廣海、Rob Ameloot團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種數(shù)字灰度光固化和選擇性溶解工藝來實(shí)現(xiàn)梯度多孔材料的制備。在數(shù)字灰度曝光策略的作用下,光敏樹脂發(fā)生梯度交聯(lián)反應(yīng),形成具有梯度交聯(lián)密度的高分子網(wǎng)絡(luò)。打印樣品浸入清洗溶劑后,通過調(diào)整溶劑濃度和浸泡程序來控制高分子的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)溶脹程度,從而使溶劑有選擇性地滲透到交聯(lián)密度較低的區(qū)域 (溶脹速度較快) ,溶解填料并形成梯度多孔材料。相關(guān)成果以Stereolithographic 3D Printing of Graded Porous Materials via an Integrated Digital Exposure and Selective Dissolution Strategy為題發(fā)表Cell Reports Physical Science。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101504


2 數(shù)字光固化和選擇性溶解技術(shù)


3)各類灰度立體光刻技術(shù)的總結(jié)及應(yīng)用


  灰度立體光刻技術(shù)通過精確控制3D打印過程的曝光能量和高分子的聚合度來制備功能梯度材料。這項(xiàng)綜合性工作深入研究了各種灰度光固化3D打印技術(shù)及其工作機(jī)理(光能控制原理及高分子聚合機(jī)制),分析了各類技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)景,提供了改進(jìn)灰度光固化3D打印的方法。相關(guān)成果以From Grayscale Photopolymerization 3D Printing to Functionally Graded Materials為題發(fā)表于Advanced Functional Materials封面文章)。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202314635


3 各類灰度立體光刻技術(shù)的對(duì)比


  除了灰度立體光刻技術(shù)的開發(fā),費(fèi)廣海團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了電場(chǎng)輔助光固化技術(shù)可逐層調(diào)控打印參數(shù)的多材料光固化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體器件的原位梯度封裝,擴(kuò)展了光固化技術(shù)在微電子領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)成果分別以Multi-material and parameter-controllable stereolithography 3D printing of graded permittivity composites for high voltage insulatorsElectrically assisted stereolithography 3D printing of graded permittivity composites for in-situ encapsulation of insulated gate bipolar transistors (IGBTs)為題發(fā)表在材料加工領(lǐng)域權(quán)威期刊Virtual and Physical PrototypingMaterials & Design


  原文鏈接:  

  https://doi.org/10.1080/17452759.2023.2271447

  https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112220

版權(quán)與免責(zé)聲明:中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載,請(qǐng)聯(lián)系郵箱:info@polymer.cn,并請(qǐng)注明出處。
(責(zé)任編輯:xu)
】【打印】【關(guān)閉

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞