澳大利亞科研團(tuán)隊(duì)首次使用3D打印方法，獲迄今比強(qiáng)度最高的鈦合金得了

3D打印(3DP)即快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造 [1] ，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。 [3] 2020年5月5日，中國首飛成功的長征五號(hào)B運(yùn)載火箭上，搭載著“3D打印機(jī)”。這是中國首次太空3D打印實(shí)驗(yàn)，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的3D打印實(shí)驗(yàn)。

9月20日電 澳大利亞工程師領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在最新一期《自然·材料》雜志上撰文稱，他們首次使用3D打印方法，獲得了迄今比強(qiáng)度最高的鈦合金，這是航空航天、國防、能源和生物醫(yī)學(xué)行業(yè)的一次重大飛躍。

莫納什大學(xué)的這項(xiàng)最新研究表明，尖端3D打印技術(shù)可用于生產(chǎn)超高強(qiáng)度商用鈦合金，讓其獲得前所未有的機(jī)械性能。

研究人員解釋說：“鈦合金需要復(fù)雜的鑄造和熱機(jī)械加工，才能獲得某些關(guān)鍵應(yīng)用所需的高強(qiáng)度。我們發(fā)現(xiàn)，3D打印等增材制造技術(shù)可以利用其獨(dú)特的制造工藝，在商用鈦合金內(nèi)制造出超強(qiáng)且熱穩(wěn)定的部件。”

在最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)一種商用鈦合金進(jìn)行簡單的熱處理后，獲得了超過1600兆帕的抗拉強(qiáng)度，是迄今為止所有3D打印金屬的最高比強(qiáng)度，為制造出擁有獨(dú)特微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能且可廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料鋪平了道路。

過去十年，3D打印技術(shù)由于擁有幾乎可以制造出任何幾何零件的能力，引領(lǐng)了金屬制造的新時(shí)代。鈦合金目前是航空航天領(lǐng)域使用的主要3D打印金屬部件，但大多數(shù)借助3D打印技術(shù)制成的商用鈦合金無法獲得令人滿意的性能，因此，無法應(yīng)用于某些領(lǐng)域或使用效果差強(qiáng)人意，特別是它們?cè)谑覝睾透邷叵碌膹?qiáng)度不足。

研究人員說：“最新研究為商用合金的沉淀強(qiáng)化提供了一種全新的方法，可用來生產(chǎn)擁有復(fù)雜形狀的真實(shí)部件，可應(yīng)用于承重領(lǐng)域，迄今沒有任何鈦合金應(yīng)用于這一領(lǐng)域。此外，我們通過3D打印加上簡單的熱處理即做到了這一點(diǎn)，這也意味著，與其他擁有類似強(qiáng)度的材料相比，最新技術(shù)的工藝成本大大降低。”

3D打印技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代，涵蓋產(chǎn)品開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、快速成型和特殊產(chǎn)品制造領(lǐng)域。如今隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印也衍生出涵蓋建筑、工程建造(AEC)、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、航空、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用服務(wù)。本篇文章將帶大家走進(jìn)3D打印技術(shù)，在深入研究各項(xiàng)打印技術(shù)原理的同時(shí)，也會(huì)從各個(gè)打印切片軟件的特性及如何提高打印質(zhì)量等方面展開漫談，最后一起探討3D打印技術(shù)應(yīng)用于建筑或者測(cè)繪項(xiàng)目中的可能性。

3D打印也被稱為增材制造(Additive Manufacturing, AM)，可指任何打印三維物體的過程。打印的過程首先來源于一個(gè)3D模型，該模型可以經(jīng)各類3D軟件建模得出，或者通過三維掃描儀掃描而得。所得的模型經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，變成可被切片軟件讀取的文件格式，例如STL./OBJ.等。在切片軟件的幫助下，三維模型分區(qū)成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。打印機(jī)讀取切片文件后，即可打出想要的3D模型【1】。

光固化3D打印(激光掃描)成型，最早起源于上世紀(jì)80年代，也是世界上最早且較為成熟的一種快速成型技術(shù)之一【2】。下圖是關(guān)于SLA技術(shù)工作原理的示意圖，一定波長的紫外光(250 nm～400 nm)經(jīng)過振鏡投射到液態(tài)樹脂表面，引起光聚合反應(yīng)，以由點(diǎn)到線、由線到面的順序凝固，一層層的層截面疊加繪制，最終逐層打印完成3D立體模型。

為進(jìn)一步提升固廢資源化利用效能，山西建龍于日前引進(jìn)鋼渣3D打印技術(shù)，該技術(shù)可將鋼渣直接打印成水池、公交站臺(tái)、花池以及綠化廊等建筑構(gòu)件。相比傳統(tǒng)制造方法，3D打印技術(shù)具有節(jié)材節(jié)能、制造周期短、成型不受模具限制等優(yōu)勢(shì)，可提升鋼渣“變廢為寶”質(zhì)量效益。

段慧剛對(duì)山西建龍聚焦3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面成果給予肯定。他指出，當(dāng)前3D打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展良好、增長空間很大，各領(lǐng)域融合發(fā)展前景廣闊。山西建龍要進(jìn)一步發(fā)揮“龍頭”企業(yè)引領(lǐng)示范作用，搭建科技創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)，強(qiáng)化企業(yè)自主創(chuàng)新能力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。要堅(jiān)定信心、攻堅(jiān)克難，掃清產(chǎn)業(yè)發(fā)展障礙，克服平臺(tái)、人才、資金、配套、市場(chǎng)開拓等方面困難，做好建鏈、強(qiáng)鏈、延鏈、補(bǔ)鏈工作。要強(qiáng)化措施，提升產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合工作水平，實(shí)現(xiàn)企業(yè)3D打印技術(shù)應(yīng)用高質(zhì)量發(fā)展。