3Dプリントされた強力な超弾性TPUフォームは、自身の荷重の20,000倍に耐えることができます。

3Dプリントされた強力な超弾性TPUフォームは、自身の荷重の20,000倍に耐えることができます。
2018年4月17日、Antarctic Bearは海外メディアから、クリーブランドのケープ・ウェスタン・リザーブ大学の研究チームが最近、多くの有用な用途がある可能性のある興味深い新しい3Dプリント材料のグループを研究したことを知りました。 このプロジェクトは、リゴベルト・アドヴィンクラ教授が高分子科学工学部のチチ・チェン氏およびペン・フェイ・カオ氏と共同で実施しました。 彼らの研究の詳細は、「3D プリントによる機械的に堅牢で、特性を調整可能な超弾性階層型フォーム」と題された論文で発表されており、Advanced Functional Materials 誌に掲載されています。 研究チームは、直接インク書き込み(DIW)としても知られる粘性溶液印刷(VSP)3D印刷技術を使用して、超弾性フォームを作成しました。

論文リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201800631



デジタル 3D モデルから直接印刷できるため、複雑な構造を高精度で作成でき、エンジニアはミクロとマクロの両方のスケールで多孔性を詳細に制御できます。この研究は、一般的なプラスチック材料であるポリウレタンを使用して実施されました。 3D プリントにより、材料の構造をさまざまなレベルで制御できるようになり、材料を多孔質にすることで、望ましい特性を大幅に向上させることができます。成形や鋳造の方法と比較すると、3D プリントではフォームの最終構造の複雑さのレベルが高くなります。

VSP 3D 印刷技術では、注射器を使用して粘性のあるインク材料をビルド プレート上に押し出し、所定の位置に配置して層ごとに 3D 構造を作成します。この 3D 印刷技術は、より多様な材料で印刷できるため、従来の FDM 押し出し方式よりも優れています。これらには、金属、ハイドロゲル、エアロゲルのほか、セラミックや熱可塑性プラスチックも含まれます。

3D 印刷技術で使用されるインクはチキソトロピー材料であり、流動性がなく、外部からのストレスによって変形する可能性があります。これらのインクは、デュアルナノ粒子(ナノクレイとシリカナノ粒子)をポリウレタン懸濁液に分散させるシンプルなワンポット法で調製されました。

インクの粘度、シリンジの設計、印刷パラメータ、3D 設計自体の正確な制御により、最終的な 3D 印刷構造を高度に制御できます。熱可塑性ポリウレタン (TPU) は、階層的な多孔質構造で製造されます。マクロスケールでは、最初の 3D 設計内に配置することで、構造内に大きなサイズの穴が作られます。次のレベルでは、オブジェクトを水に浸すと、印刷後の相分離プロセスによって大きな微細孔が作成されます。最小の微細孔は化学エッチングによって生成されます。



得られた TPU フォーム構造は軽量で、優れた機械的強度を示します。 また、1,000 回の圧縮サイクルを超える前例のない弾力性と、自重の 20,000 倍を超える荷重を受けてもすぐに完全に回復する並外れた堅牢性も備えています。

超弾性フォームの機械的特性は、使用用途に応じて調整できます。 導電性についても同様であり、このフォームで作った小さなスポンジをカーボンナノチューブ (CNT) の水溶液に浸すとそれが実証されます。 強力なファン・デル・ワールス力のおかげで、カーボンナノチューブは TPU フォームの表面に保持されます。 乾燥後、フォームは回路基板にテープで貼り付けられ、高感度の抵抗率センサーとして使用されます。 これは本質的には、圧縮して回路を開いたり閉じたりできる柔軟な電源スイッチです。




この 3D プリント可能な TPU フォームは、フレキシブル エレクトロニクスに加えて、履物 (ニューバランスの 3D プリント トレーナーなど)、車のシート、パッケージ、組織工学の足場など、ポリウレタンの既存の多くの用途を改善するために使用できます。 インクの混合比を変えることで、ポリウレタン以外のプラスチックでも同様の効果が得られます。

出典: 3ders


FDM、陶芸、車、南極のクマ

<<:  3Dプリント+モデリングソフトウェアコース、革新的な教育方法の新しいトレンド

>>:  世界一高い3.62メートルの3Dプリント肖像彫刻がギネス世界記録に認定

推薦する

新しい液体3Dプリント技術はフレキシブル回路基板の製造に使用できる

最近、海外の科学者らが、3Dプリント技術を使って完全に液体で構成された3D構造物を製造できる新しい方...

医療業界で最も広く使用されている 3D プリントの用途は何ですか?

「十二支」を覚えていますか?ジャッキー・チェンは手袋をはめてネズミの頭に触れ、データのスキャンを完...

RAYSHAPE は上海材料研究所の複数の産業プロジェクトにおける材料選択のコスト削減と効率化を支援します。

出典: RAYSHAPEエンジニアリング材料選択の研究開発効率は、材料選択基準の不明確さ、実験設計の...

金属3Dプリントでより優れた油圧部品を製造する新たなトレンド

油圧システムは動力伝達方式としても制御方式としても利用でき、工業分野で広く利用されています。例えば、...

骨折後に慢性骨髄炎を患った10代の若者の腕は曲がってしまった。3Dプリントのおかげで4回の手術を一度に完了することができた。

出典:小湘朝報「傅主任と科の医療チームに感謝します!」先日、湖南省第二人民病院の外傷科、整形外科、ス...

2018年の大学入試が近づいてきました。2000年以降に生まれた人は、中国のどの大学に3Dプリンティング専攻があるか知っていますか?

2018年度大学入試初日の今日、“ポスト00年代”が主役となり、受験者数は975万人と過去8年間の...

英国政府は総額4000万元までの3Dプリント事業計画投資コンペを開始

英国政府は最近、3Dプリントとデジタル製造という2つの新興産業の発展を奨励・促進するため、450万ポ...

科学者は小さなビーズを使って3Dバイオプリント軟骨の幹細胞を培養する

オーストラリアのスウィンバーン大学の研究者らは、3D生物学的印刷を可能にする先進的な新しいBiope...

10万台の3Dプリンターが学校に送られる?ビジネスモデルは何ですか? AESTが世界調達会議を開催

10万元相当の3Dプリンターを購入し、学校に配布するとしている(南極熊もちょっとびっくり)が、一体...

積層造形はどのようにして新世代の電気自動車への道を先導するのでしょうか?

はじめに: 新世代の電気自動車に付加製造がもたらす主な利点は、内燃機関車やハイブリッド車とはまったく...

ヘッドスタート - 光硬化型3Dプリントペン、タオバオクラウドファンディングで400万超え

ステレオリソグラフィー 3D プリント ペンはしばらく前から存在していましたが、3D プリント企業は...

元ゼロックスCTO、Impossible Objectsの複合3Dプリントプロセスを商業化へ

2023年4月1日、Antarctic Bearは、Impossible Objectsが3Dプリ...

Manheng Digitalが中国でバイオプリンター「Bioplotter」の戦略的パートナーに

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-7-13 15:15 に最後に編集...

ハイエナジーレビュー:2021年に注目すべき3Dプリントスタートアップ

この投稿は Spectacled Bear によって 2021-12-23 18:27 に最後に編集...

重慶両江3Dプリント共同イノベーションセンターは、多くの機関や組織に定着しています。

工業情報化部と他の8つの部門は共同で「インテリジェント製造業発展のための第14次5カ年計画」を発表し...