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            3D打印陶瓷擁有巨大潛力的四大應用場景
            發布日期:2020/9/4 14:25:23 發布者:管理員

            與熱塑性材料和金屬相比,陶瓷3D打印小眾很多。但最近的研究項目已經證明,其未來應用場景將不斷擴大,本文以能量器件(固體電池)、醫療植入物、傳感器、光學元件為例,展示其巨大的市場潛力。

            固體電解質電池很熱。傳統上,這種soec(固體氧化物電解槽)在物理形狀和形狀方面有一定的局限性。然而,三維打印允許設計師繞過這些障礙,創造新的形狀,提供簡單,定制能源解決方案。正如上圖所示,Catalonia能源研究所的研究人員開發的電池提供了一種波紋形式,可以在燃料電池和共電解模式下提高57%的性能。另一個測試表明SLA印刷可以產生這些波紋結構,提高燃料電池和水解電池的效率。

            羥基磷灰石、氧化鋯、氮化硅,生物相容性和機械性能優異的先進陶瓷材料在3D打印技術加持下,可以被創造出復雜的通道、幾何形狀、晶格和蜂窩結構,使植入物和醫療器械具有各種機械性能。盡管許多陶瓷公司正在等待ISO認證,但趨勢已經建立。

            陶瓷印刷在與開發各種類型的傳感器相關的應用方面也有了很大的增長。這些在通信、5G網絡開發甚至太空旅行等不同行業都可以看到。一個這樣的項目來自香港城市大學和他們的工作與4D印刷陶瓷,可以改變形狀,性能和大小與外部作用力。除了這些力學性能外,4D陶瓷具有低的介電損耗,并且可以設計出具有優良的介電性能熱穩定性。因此,他們傾向于制造出優秀的電子產品或傳感器,同時還具有額外的優勢,即可以很容易地將金屬部件添加到其中。它們還帶來了很多磁性和吸收特性。這甚至給了它們作為手機和路由器材料的相當可觀的潛力。研究人員還利用可拉伸和耐用的陶瓷來開發新型壓電電子產品。在制造用于聲成像和能量采集的傳感器以及許多其他應用中,這些傳感器非常有用。

            傳統光學元件的生產既涉及手動過程,也涉及自動化過程,因此既費時又容易產生誤差,3D打印陶瓷正在進入這一關鍵行業以帶來自動化程度和精確度的提高。此外,這也使得光學元件可以用多種陶瓷材料制成,有時也可以用一臺機器。這些材料可以改變機械性能,賦予光學器件不同的功能,從航空航天應用到高能激光器。不同的材料可以賦予光學工具不同的機械和熱性能、剛度和密度等特性。

            再比如,基于立體光刻的3D打印可以告訴制備元件,所能提供的中空結構還可以為光學元件提供不同功能,更復雜的內部結構允許元件在不增加重量的情況下增加強度等。



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