《積層造形》微細構造フィラメント積層による機能表面の直接3Dプリント

《積層造形》微細構造フィラメント積層による機能表面の直接3Dプリント
出典: Qiyu Technology

大連理工大学機械工学部の孫錦寧教授と張磊准教授が、Additive Manufacturing誌に「微細構造フィラメントを積層した機能表面の直接3Dプリント」と題する研究論文を発表しました。


材料押し出しに基づく付加製造技術は、低コスト、高出力、良好な材料適合性などの利点があり、工業生産で広く使用されています。表面の微細構造により、3D プリント製品には防汚、耐腐食、抗力低減などの高度な機能が付与されます。しかし、積層造形フィラメントの連続押し出しプロセス中に表面微細構造を直接得ることは困難です。 3D プリント製品の微細構造表面を製造するために、さまざまな後処理および前処理戦略が開発されてきましたが、マイクロスケールの形態をオンラインで制御することができないため、多くの場合、追加の操作が必要になり、製造効率が低下します。そこで本研究では、複雑な後処理操作なしで微細構造オブジェクトを直接製造できる、FDM オンライン 3D 印刷戦略に基づく方法を提案しました。マイクロ溝印刷ノズルは、微細構造フィラメントを押し出すために使用され、印刷パラメータとノズルの内壁のマイクロ溝の形状とサイズを調整することによって、押し出されたフィラメントの表面の微細構造のサイズと形態が制御されます。 Bird-Carreau モデルは、ポリマー溶融押し出し中の微細構造の変化を説明するためにも使用され、この技術と従来の FDM 3D 印刷技術との互換性が検証されました。この技術を使用して印刷された表面は異方性の濡れ特性を持ち、異なる方向における材料の水接触角の差が大きくなります。この技術は、高度な機能製品の製造における現在の FDM 3D 印刷技術の限界を克服し、スマート マイクロ流体デバイス、多機能組織工学スキャフォールド、高性能センサーの製造に新たなアイデアを提供します。

図1 FDM印刷された微細構造表面の概略図。 図2 印刷パラメータと微細溝サイズが微細構造の高さに与える影響。 図3 微細溝形状が押し出しワイヤの表面微細構造に与える影響。 図4 微細構造ワイヤの形態。
研究の結論 FDM 法に基づいて、機能的な微細構造表面パターン用のオンライン 3D 印刷戦略 μFDM が提案されています。表面の機能化は、追加の変更なしに 3D プリントによって直接実現されました。マイクログルーブノズルを使用することで、完全にマイクロ化された表面を持つ部品をうまく製造できます。 μFDM の独自の処理機能は、表面機能化とクロススケール処理機能が重要なヘルスケア、組織工学、その他の液滴ベースのアプリケーションに新たな展望をもたらします。 PLA フィラメントの場合、印刷温度やノズルのマイクロ溝の長さよりも、印刷速度 (最大 100 mm s) とノズルのマイクロ溝の深さがマイクロリッジの形成に重要な役割を果たします。印刷ノズル上のマイクロ溝の断面を調整することで、マイクロリッジの形状を柔軟に制御できます。押し出されたフィラメント上に三角形、長方形、台形の微細な隆起が形成されます。全体として、これらの調査結果は、表面を機能化するための多目的技術としての μFDM の可能性を強調し、幅広い材料およびノズル サイズとの互換性を実証しています。

オリジナルリンク: https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103900

セラミック、酸化ケイ素、構造

<<:  アーティストがコーンスターチと3Dプリントを使ってユングの12の性格原型を再現

>>:  3Dプリント腫瘍会社Carcinotechが薬物検査を加速するために530万ドルを調達

推薦する

木材の 3D プリントを実現するにはどうすればよいでしょうか?将来はあるのでしょうか?

この投稿は Bingdunxiong によって 2022-5-26 15:42 に最後に編集されまし...

精巧な3Dプリントの結婚指輪はたった100ドルだが、アメリカ人カップルの完璧な愛を表している

3D プリントされたジュエリーは、そのユニークな形状により、独特の価値を持つことがよくあります。最...

価格は輸入機器の1/3。重慶衛星テレビが義歯金属3Dプリンターを報道

2018年4月30日、重慶帆走科技有限公司は重慶衛星テレビのインタビューを受け、同社が独自に開発し...

レビュー: マイクロデバイス向け刺激応答性ハイドロゲルの光ベース 3D 印刷の最近の進歩と展望

出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造近年、環境適応性に優れた刺激応答性ハイドロゲルで...

東華大学のモ・シウメイ教授ら:3Dプリントの電界紡糸繊維ベースの軟骨再生足場

出典:イシバン3 次元 (3D) 繊維スキャフォールドは、繊維ネットワークが ECM 構造を効果的に...

粒子3Dプリンターのダークホース、浙江超玲がデスクトップレベルの高温2.5メートルレベルの装置を発売

はじめに:ドイツで開催された Formnext2024 展示会の何百もの出展者についてレポートした後...

新政策:カナダの「Carbon CFD」プロジェクトが3Dプリントの開発を促進

2023年3月、アンタークティックベアは、カナダのクリスティア・フリーランド財務大臣がカナダの最新...

同済大学の「上海デジタル未来展」で3Dプリント技術が輝く

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-7-6 15:55 に最後に編集さ...

トラックカー技術の革命:カーボンファイバーと 3D プリントされたチタン?

出典: Meiqi.com 2023年の「世界選手権」はグラスゴーで開催され、新世代の「Hope x...

ナノディメンション、初の回路3Dプリンターソフトウェアを開発

最近、イスラエルの有名な電子3Dプリンター開発会社であるNano Dimension(ND)は、初の...

プロトラブズ: 試作から量産までフルサービスを提供するプロバイダー

2025 年 1 月 11 日、Antarctic Bear は、顧客のニーズをより適切に満たすた...

科学研究から医療まで:Junjing Technologyの光硬化セラミック3Dプリント技術が開花

広東俊景科技有限公司は、セラミックおよび金属材料の光硬化3Dプリント、セラミック複合材料などの難加工...

患者さんに朗報です!米国は心臓病を効果的に治療できる3Dプリント組織パッチを開発した

2か月前、韓国ソウルの聖マリア病院は虚血性心疾患を治療できる3Dプリントパッチの開発を発表した。現在...

インドの3Dプリントの先駆者であるKelvin6kは、世界で最も経済的な建設技術を生み出しました

世界で最も手頃な価格の建設用 3D プリンターを開発した Kelvin6k は、最先端のロボット工学...