技術(shù)文章
Technical articles精密增材制造一般稱為3D打印,而事實(shí)上3D打印只是增材制造工藝的一種,它不是準(zhǔn)確的技術(shù)名稱。增材制造指通過離散-堆積使材料逐點(diǎn)逐層累積疊加形成三維實(shí)體的技術(shù)。根據(jù)它的特點(diǎn)又稱增材制造,快速成形,任意成型等。精密增材制造通過降低模具成本,減少材料,減少裝配,減少研發(fā)周期等優(yōu)勢(shì)來降低企業(yè)制造成本,提高生產(chǎn)效益。與傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)方式相比,小批量定制產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上具有吸引力。直接從3DCAD模型生產(chǎn)意味著不需要工具和模具,沒有轉(zhuǎn)換成本;以數(shù)字文件的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)方便共享,方便組件和產(chǎn)品...
近年來,3D打印技術(shù)在生物醫(yī)藥方面得到廣泛的應(yīng)用,并且也取得了諸多成就。研究人員可以根據(jù)不同患者的需求,采用3D打印個(gè)性化的生物材料,比如助聽器、假肢制造、骨科手術(shù)、人工關(guān)節(jié)、人工外耳和牙齒種植等等方面。而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,3D打印技術(shù)也應(yīng)用到醫(yī)學(xué)快速檢測(cè)方面,其中美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)(Upenn)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種低成本的3D打印產(chǎn)品可以快速檢測(cè)寨卡(Zika)病毒(圖1)。據(jù)悉這個(gè)3D打印的檢測(cè)裝置只有一個(gè)蘇打水罐大小,成本僅2美元,而且無需用電,也不用專業(yè)技術(shù)人員...
自然進(jìn)化使得生物材料具有優(yōu)化的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)性、自愈合能力以及優(yōu)異的機(jī)械性能、潤(rùn)濕性、粘附性等多種特點(diǎn)。隨著仿生學(xué)的深入開展,人們不僅從外形、功能去模仿生物,而且還從生物奇特的結(jié)構(gòu)中得到不少啟發(fā)進(jìn)行仿生制造。自然界的動(dòng)植物就給我們提供了很多功能性結(jié)構(gòu)的靈感從而設(shè)計(jì)出不同應(yīng)用領(lǐng)域的仿生材料。仿生材料,其研究起源于對(duì)天然材料的詳細(xì)考察,通常是指模仿生物的運(yùn)行模式和生物材料的結(jié)構(gòu)規(guī)律而設(shè)計(jì)制造的人工材料。根據(jù)仿生材料所針對(duì)的天然生物材料的不同特性,仿生材料可以包括仿生高強(qiáng)度...
微流控(Microfluidics),是一種精確控制和操控微尺度流體,又稱其為芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技術(shù),是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,自動(dòng)完成分析全過程。由于在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力,已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機(jī)械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。由于微米級(jí)的結(jié)構(gòu),流體在微流控芯片中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能,因此發(fā)展出*的分析產(chǎn)生的性能。...
隨著柔性電子領(lǐng)域的快速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及,能夠用來監(jiān)測(cè)人類生理指標(biāo)(如心跳、脈搏、運(yùn)動(dòng)周期、血壓等)和機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)(如主軸跳動(dòng)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)感知等)信號(hào)的可穿戴電子器件逐漸應(yīng)用到社會(huì)生活中??纱┐麟娮悠骷墓残卧O(shè)計(jì)和制造使其在電子皮膚、柔性傳感和人工智能中具有潛在的應(yīng)用前景。當(dāng)前,大多數(shù)電子器件是利用光刻、壓印技術(shù)和電子束在硅表面進(jìn)行制備。然而由于缺乏彎曲表面的加工工藝,要制備與復(fù)雜曲線表面(例如人體關(guān)節(jié))共形的電子器件尤為困難。面投影微立體光刻3D打印技術(shù)(PμSL)...
液滴的自發(fā)定向輸運(yùn)在芯片實(shí)驗(yàn)室、能源電力系統(tǒng)、油氣輸運(yùn)、水收集和除濕等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,其主要取決于表面形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的非對(duì)稱性,具體表現(xiàn)為浸潤(rùn)性梯度、各向異性結(jié)構(gòu)和曲率梯度等。液滴輸運(yùn)的速度和距離是判定輸運(yùn)效率的有效指標(biāo)。合理的設(shè)計(jì)并制備表面結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)快速、長(zhǎng)程的液滴自發(fā)定向輸運(yùn)的有效方法。然而,傳統(tǒng)的加工技術(shù)加工精度較低、加工結(jié)構(gòu)單一,很難滿足結(jié)構(gòu)性能要求。近日,大連理工大學(xué)馮詩(shī)樂副教授,受松針表面多級(jí)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)啟發(fā),使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL3D打印...
增生性瘢痕(HS)是一種病理性瘢痕,表現(xiàn)為異常僵硬、腫脹、抗拉強(qiáng)度降低和色素沉著,可引發(fā)瘢痕患者機(jī)體功能障礙、情緒焦慮、抑郁等癥狀。因此,增生性瘢痕的防治一直是創(chuàng)傷后面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。聚合物微針(MNs)已成為一種的非常有效的透皮物質(zhì)交換介質(zhì),其可以最小的侵入性幫助在疾病治療如腫瘤、糖尿病、細(xì)菌生物被膜、真菌感染和疤痕中提供各種藥物的透皮傳遞。但換個(gè)角度看,微針可穿透表皮層角質(zhì)層,在組織中形成微孔陣列,往往會(huì)改變疤痕組織的生物力學(xué)環(huán)境和超微結(jié)構(gòu),這給增生性瘢痕的臨床管理尋找...
面投影微立體光刻(ProjectionMicroStereolithography,PμSL)是一種面投影光固化3D打印技術(shù),適用于制作微尺度的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu),有著高分辨率、高精度、跨尺度加工、適用材料廣、加工效率高、加工成本低等諸多特點(diǎn)。本文將從成型原理、最小加工特征尺寸、最大成型幅面、適配打印材料、與其他3D打印技術(shù)的對(duì)比、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新等方面,對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖1基于PμSL3D打印技術(shù)制作的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)示例一、成型原理圖2所示為PμSL3D打印技術(shù)的成型過程,首...