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伦敦帝国理工学院:低成本电化学多金属4D打印ECAM

时间:2019-03-18 08:57 来源:3D打印商情 作者:中国3D打印网 阅读:

      电化学增材制造(ECAM)是伦敦帝国理工学院(ICL)开发的低成本金属制造的新方法。ICL团队于2017年8月对Advanced Materials Technologies的技术展示进行了扩展,最近发表了一篇关于ECAM 4D打印潜力的论文。

Billy Wu博士是新的ECAM科学报告文章的三位作者之一。在担任ICL戴森设计工程学院能源与制造高级讲师期间,Wu博士还是该大学的增材制造网络(AMN)的联合负责人。近日,他接受了媒体的采访。


ECAM 3D打印的样本

拼写出伦敦帝国理工学院的缩写

无激光金属增材制造

      ECAM是一种基于电镀原理的制造方法,通常用于为珠宝首饰添加更多有价值的金属层。它使用带电金属离子的液体溶液作为原料,在与带负电的铜床接触时产生固体金属层。如Wu博士所解释的,用于该过程的常用材料包括“铜,锌,镍和锡”,尽管也可以使用合金。“基本上,”他补充道,“任何可以电镀的金属都可以用于ECAM工艺。”

       例如,依赖于激光功率的电化学工艺优于其他金属制造技术的益处之一是,将多种金属熔合在一起变得更容易。反过来,这使科学家们可以尝试不同的材料组合,并探索单一金属结构中不可能实现的可能性。一种这样的可能性是产生4D打印金属物体,即在制造之后能够变形的物体。正如Wu博士所说,这是该团队最新报告的关键发展之一,“我们现在已经展示了使用多种金属进行打印的能力。”

“由于两种不同金属的热膨胀系数存在差异,因此我们能够设计出可随温度变化的4D结构。”

适用于高温应用的4D打印

      正如Wu博士在我们的谈话中正确指出的那样,4D打印通常仅限于聚合物,例如苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)可展开的桁架和代尔夫特理工大学(TU Delft)的自动折叠郁金香。“然而,”他补充说,“这些[聚合物]受其工作温度的限制。”Wu博士补充说,他的团队最新研究背后的驱动因素是:“采用4D金属打印方法,可以实现更高的温度操作。”

      此外,为了增强ECAM开发的最初目的,“被动驱动简化了复杂物品的设计,使其更便宜、更可靠(更少的部件)、更节能。”

为了实现多金属4D打印,ICL团队在2017年的基础上进行了技术改进以研制出现有的ECAM系统:“通过简单添加另一种打印头,使用不同的电解质铜/硫酸铜和镍/镍硫酸盐,”Wu博士解释说,“我们能够选择性地在不同地点沉积不同的金属。”

自动开关灯

为了展示ECAM的新功能,ICL团队3D打印了一系列自组装结构,包括“双金属条控制电路打开灯”。

进一步描述这种装置,Wu博士说:“因此,我们可以在一个结构中编程,无需外部控制即可开启和关闭物体。例如,如果温度过高,我们可能会制造一个可以限流的阀门。或者制作加热时自组装的结构。”

通过ECAM制作的4D驱动开关的演示

该实验的全部结果在《使用台式电化学3D打印机进行多金属4D打印》一文中公开,由Xiaolong Chen, Xinhua Liu, Mengzheng Ouyang, Jingyi Chen, Oluwadamilola Taiwo, Yuhua Xia, Peter R. N. Childs, Nigel P. Brandon 和吴博士共同撰写。

来源:3D打印商情

(责任编辑:admin)

weixin
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