大连理工大学孙吉宁教授、张磊副教授 Addit. Manuf.: 通过微结构丝材堆叠直接3D打印功能性表面
2023-12-24 来源:高分子科技
3D打印技术可克服传统减材制造工艺对于复杂几何轮廓加工的限制,可实现复杂几何构件一体化成型制造。然而,高性能产品不仅需要合理的结构设计,还需要特定的表面微结构,以实现抗污染、抗腐蚀、减阻等先进功能。目前,熔融沉积成型(FDM)打印产品通常需要采取复杂的后处理操作在产品表面制备微结构赋予产品先进功能,这极大地影响制造效率以及产品加工精度。因此,FDM技术亟待解决产品与微结构表面同步制造的挑战。
图1 FDM打印微结构表面示意图。
图2 打印参数和微沟槽尺寸对微结构高度的影响。
图3 微沟槽形状对挤出丝材表面微结构的影响。
图4 有限元分析几何模型和边界条件。
图5 微结构演变过程分析。
图6 不同材料的兼容性
图7 微结构丝材形貌。
图8 FDM打印微结构表面形貌
图9 微结构表面润湿性。
先进表面制造团队(ASM Lab)围绕重大装备核心零部件的表面功能化与界面力学调控等主要科学问题,利用超精密加工、聚焦离子束加工、飞秒激光加工、化学接枝改性、离子注入改性、噬箘体展示等技术手段,在原子及近原子尺度对材料表面的物理结构与化学组分进行按需调控,从而赋予装备表面拒液性、防覆冰、耐磨损、耐腐蚀、抗生物附着、光电磁通导等先进物理化学特性。依托已有平台,课题组已获得多项标志性研究成果,其中包含微织构减阻表面制造技术、拒液耐污表面制造技术、高导电碳毡电极加工制造技术、特异性分子检测光纤制造技术等,以上成果有望应用于机械减摩、油气运输、液流储能、风力发电、分子诊断等先进技术领域。
课题组主页:http://team.dlut.edu.cn/ASM_Lab/zh_CN/index.htm
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103900
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(责任编辑:xu)
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