シリコン3Dプリント、次世代の材料のブレークスルー

この投稿は、Little Soft Bear によって 2016-10-21 16:14 に最後に編集されました。

シリカゲルは化学的性質が安定しており、吸着性能が高く、熱安定性が良好で、機械的強度も高い、高活性多孔質材料です。この材料は近年3Dプリントでも火花を散らし始めており、セラミックスやグラフェンとともに、最も市場性が高い3Dプリントの新材料として知られています。

3Dプリントとシリコンの凸凹した「組み合わせ」
シリコーンの将来は明るいです。現在、シリコーンは制振・振動低減材、遮音・断熱材、精密包装材として利用されており、航空宇宙、自動車、先端兵器、電子産業などで活用されています。食品グレードのシリコーン製品、医療グレードのシリコーン製品、建築用シーラント、コンタクトレンズ、衣類、消費財などが次々と登場しており、3Dプリントシリコーンの重要な応用ポイントにもなります。

靴底用の 3D プリントシリコン格子構造 3D プリントシリコン製カスタム下着 3D プリント乳房インプラント (医師はまず 3D スキャンを使用して患者の乳房の元の形状を取得し、次に 3D プリント技術を使用して効率的に複製することで、プロセスを大幅に簡素化できます)

従来、シリコン部品は射出成形プロセスでのみ製造可能でしたが、これは非常に高価であり、部品を大量生産に使用しない限りはコスト効率が悪かったです。しかし、この材料を使用した金型の開発コストは、一般的な試作、カスタマイズ、一般的な製品開発には高すぎます。

3Dプリントでシリコン製品を直接成形すれば、コストの問題は完全に解決できます。

しかし、シリコンの特殊な特性のため、シリコンの 3D プリントを実現するのは依然として比較的困難です。高性能シリコンは、熱可塑性プラスチックや金属のように加熱して印刷することができないナノ複合弾性システムです。したがって、熱溶解積層法 (FDM)、ステレオリソグラフィー (SLA)、選択的レーザー焼結法 (SLS) などのより成熟した 3D 印刷プロセスでは、シリコーンゴム多孔質材料の 3D 成形要件を満たすことができません。

しかし、いくつかの企業や研究機関は、新しいシリコン 3D プリント技術において画期的な進歩を遂げています。

Picsima: 医療および食品グレードのシリコン 3D プリンター
2014 年 10 月、英国の Fripp Design Research は、シリコンで印刷できる 3D プリンター、Picsima シリコン 3D プリンターの発売を発表しました。印刷サイズは100×100×30mm、印刷層の厚さは0.4mmと薄く、印刷製品の硬度はショア硬度10Aと低く、非常に柔らかいレベルに達し、破損することなく繰り返し伸ばすことができます。

Picsima プロセスは、パウダーベッド 3D プリントとステレオリソグラフィー 3D プリントの中間のプロセスです。触媒は主に、特殊なシリコンオイルが充填された「材料プール」を焼結または固化するために使用され、定量的な触媒が 3D プリンターの針状押し出しヘッドを使用してシリコンオイルの表面に層ごとに噴霧されます。触媒はシリコンを素早く固化できるため、印刷された物体にはサポートや後処理がまったく必要ありません。また、印刷工程では架橋剤が使用され、架橋剤に応じて印刷物の各部分の柔らかさが変わります。最後に、このプロセスは染料印刷にも使用でき、色付きのシリコーンを生産することができます。

Picsima のシリコン 3D プリンターは現在、医療および食品用途での使用が FDA に承認されており、同社はこのデバイス専用の特許も申請しています。同社の常温加硫（RTV）医療グレードのシリコン素材は、3Dプリント義肢（耳、鼻、義歯など）、医療機器、民生用電子機器、工業グレードのプロトタイプに幅広く使用でき、人体への使用が承認されています。実際、Picsima は、3D スキャン技術と組み合わせることで、医師がそれを巨大な乳房インプラント業界に適用できることも発見しました。

シリコン製耳栓また、同社は顧客に 3D プリントシリコンサービスを提供することを専門とする新会社、Picsima Limited も設立しました。 Fripp Designは、シリコン部品のテスト時にSLA印刷精度を実現できると言われる新しいPicsimaシリコン3D印刷開発システムを近日中に展示すると発表しました。
Picsima シリコン 3D プリンター開発システム
ワッカーケミカルズ：オンデマンドドロップ技術

2015年8月、化学大手ワッカーケミーは、先日発表した第2四半期の財務報告書の中で、ワッカーシリコーン部門がシリコーンを3Dプリント材料として使用できる技術を開発したと発表しました。この新技術はドイツの製品開発会社Ingenieureと共同で開発されました。ワッカーケミー社は今年10月に開催されるK 2016展示会で、世界初の産業グレードのシリコン3Dプリンター「ACEO Imagine Series K」を公式に展示すると発表しました。
彼らが最終的に開発したドロップオンデマンド技術（ACEO）と呼ばれるプロセスでは、ガラスのプリントベッドと、粘度が高く紫外線に敏感な特殊なシリコン素材が使用されています。たとえば、3D 印刷プロセスでは、インクジェットプリンターのプリントヘッドがガラスのプリントベッドにシリコンの小さな液滴の薄い層を置き、その後、紫外線を使用して硬化させます。次の層を加硫しながらシリコンの新しい層を敷き詰め、目的の物体が 3D プリントされるまでこのプロセスを繰り返します。最終的な印刷物は、従来製造されたシリコン部品とまったく同じように滑らかな表面を持ち、完全な生体適合性、耐熱性、透明性を備えています。

この技術の鍵となるのは、印刷に非常に小さなシリコン液滴を使用することであり、材料は小さな専用の印刷ノズルを通過する必要があります。シリコン液滴は小さく、印刷プラットフォーム上に正確に配置する必要があるため、標準的な 3D 印刷ソフトウェアではその要件を満たすことができず、開発者は独自のカスタマイズされたソフトウェアソリューションを開発する必要があります。最初のシリコン層を印刷すると、シリコンの液滴が細い線に融合し、紫外線で 1 秒以内に加硫する必要があります。紫外線にさらされると、シリコン分子が相互に架橋し、固体で柔らかいエラストマー材料が形成されます。この技術の印刷速度は、ワッカーが市場性があると考える基準にはまだ達していないと理解されている。開発チームは、最終的には印刷プロセスを改善し、1時間で100グラムのシリコンを印刷できるようになると考えている。

Wacker Chemie が開発したシリコン 3D プリンターは、幅 0.6 mm、厚さ 0.3 mm のシリコンストリップを使用して、非常に詳細なコンテンツを印刷できます。研究者らは、3Dプリントされた製品は射出成形された製品とほぼ同じように見えると述べている。微細な効果を実現するために、印刷時に液体となり、印刷面に完全に静止したまま付着できる特殊なシリコン素材を開発しました。

中国工程物理院：3D直接描画熱硬化成形技術

中国工程物理院は、多孔質シリコーンゴム材料の物理的および化学的レオロジー特性を考慮して、3次元直接描画熱硬化（3DDT）技術を開発し、圧力注入ペンと多軸モバイルプラットフォームで構成される印刷システムを構築し、動的可塑性、静的成形、加熱硬化を備えたシリコーンゴムナノ複合システムを設計し、多孔質シリコーンゴム材料の3D印刷を成功裏に実現しました。

FAM 3D プリントシステム: カラーシリコン 3D プリント<br /> シリコン 3D 印刷ソリューション企業である San Draw は、革新的な FAM 3D 印刷システムを通じて、医療教育における 3D 印刷技術の応用をさらに促進したいと考えています。彼らは、3D プリントシリコン技術にはここで独自の利点があると考えています。

FAM は、フルカラー、硬度調整可能、マルチマテリアルの略です。

San Draw 3Dプリントシリコンアームモデル、よりリアルな感触、術前シミュレーション操作に使用

さらに、同社は自動車、家電、建設、履物業界向けにシリコン 3D プリントソリューションも提供しています。サン・ドローは、現在は印刷サービスのみを提供しており、機器の販売は行っていないと述べた。

3Dプリントされたシリコンシールは両面格子構造になっており、シール性能が大幅に向上し、燃料電池の効率が向上します。南極熊3Dプリントネットワークにご注目ください。
左から右へ：両面格子、格子なし、開いた格子封筒出典：3D Printing World 拡大表示：ドイツのキーエンス社がシリコン3Dプリント素材を発売色付きシリコン3Dプリント、色と柔らかさを調整可能

シリコン3Dプリント、次世代の材料のブレークスルー

交通事故により足首の距骨の大部分が失われていたが、3Dプリントのおかげで再び歩けるようになった。

EOS は年間 450 台の産業用 3D プリンターを販売し、収益は 3 億 1,500 万ユーロに達します。素晴らしい言葉だ兄弟

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