INTAMSYS 3D打印机助力智能组件创新生产

随着物联网和智能制造的兴起,智能结构得到广泛的关注和迅猛的发展。智能结构顾名思义,集结构和传感于一体,能够感知被测物体的信息和状态,将物理量转化为可测量的电信号。

3D打印技术是一种增材制造技术,在制造复杂结构件和定制化生产方面具有广阔的应用前景。熔融堆积成型(FDM)是一种典型的基于熔融热塑性材料连续层堆积成型的3D打印方法,广泛应用于医疗、汽车、航空航天、石油天然气等行业。

中国科学院太空制造技术实验室研究团队(CAS-Key Laboratory of Space Manufacturing Technology,SMT)最近在ACS Applied Materials & Interfaces(2020, 12, 3, 3928-3935)上发表了一种通过激光诱导石墨烯技术在聚醚醚酮(PEEK)3D打印件表面引入导电传感电路的方法,用于制造智能结构件。

研究团队利用了前期聚醚醚酮(PEEK)材料3D打印的基础 (Polymers,2019,11,656)。运用远铸智能 (INTAMSYS) FUNMAT HT打印的PEEK结构件通过10.6 μm波长的CO2激光加工后,得到了具备导电和传感双重功能的PEEK基激光诱导石墨烯(PEEK-LIG,Laser Induced Graphene)。通过进一步处理,得到智能结构件(图1)。该智能结构件可在多种场景中应用,具备优异的力学性能,高灵敏度,高稳定性等优点,其制备方式简单且成本较低。

INTAMSYS_1图1 PEEK-LIG智能结构的构建方法和测试表征

相应的力学性能测试表明,通过该方法制备的PEEK-LIG结构在一定的拉伸和弯曲形变范围内可以保有较高的传感灵敏度。为了检验在不同环境中,PEEK-LIG结构件的传感性能,研究人员又进行了水下功能测试,结果表明PEEK-LIG结构件在水中仍能保持快速的响应速度和恢复速度,具备在水环境中的应用潜力。

INTAMSYS_2图2 PEEK-LIG智能结构件的结构和应变传感性能测试

INTAMSYS_3图3 PEEK-LIG智能结构件的耐水性试验和工作机理

3D打印技术和激光诱导石墨烯技术的结合,降低了制造智能结构件的成本,丰富了应用场景。研究人员利用FUNMAT HT 进行制造出PEEK齿轮,利用激光诱导石墨烯技术在轮齿上制造出传感结构,实现了对齿轮磨损情况的检测与判断。值得一提的是,该方法具有广泛的适用性,因为大部分高分子材料均可以通过该方法制造出石墨烯结构。

INTAMSYS_4图4 PEEK-LIG智能齿轮和其工作状态

FUNMAT-HT具有先进的加热功能设计(90℃腔室温度,450℃喷头温度),可打印20多种功能材料。包括PEEK、PEKK、ULTEM(PEI)、PPSU等高性能功能材料,以及PC、PA、PA-CF、ABS等工程材料。

INTAMSYS_5远铸智能FUNMAT HT 高温3D打印机

去年远铸智能又发布了FUNMAT PRO 410智能高温双喷头3D打印机,最大可打印305 x 305 x 406 mm尺寸的结构件,可实现高速和高精度打印,进一步迎合了研究院所对稳定快速成型的3D打印机的需求。

INTAMSYS_6远铸智能FUNMAT PRO 410

点击“原文”查看详细研究。

文章来源:INTAMSYS/远铸智能

白皮书下载,加入3D科学谷产业链QQ群:529965687
网站投稿请发送至2509957133@qq.com
欢迎转载,长期转载授权请留言

分享:

你可能也喜欢...