增材制造中的液滴界面:从工艺到应用-金属3D打印工厂

增材制造中的液滴界面:从工艺到应用-金属3D打印工厂插图

✅大唐盛世-3D打印一站式服务平台,专注于金属3D打印的设计、加工、定制生产及应用,为新老用户提供钛合金3D打印、不锈钢3D打印、铝合金3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。大唐盛世多年金属3D打印经验,打印精密度高(误差小于0.05mm),售后保证,不满意可重做。

       润湿性是固体表面的一种基本特征,对于植物和动物来说,润湿性在它们与环境相互作用中发挥着重要作用。自然界中的生物已经进化出具有吸引力外观和功能特性的表面结构,以更好地适应其生存环境。因此,通过模拟这些生物的结构、组成、特性和功能来解决日常生活中的问题具有重要意义。例如,汽车挡风玻璃、农业大棚和太阳能电池板表面的雾化大大降低了其透光能力,并对其功能产生不利影响。随着越来越多类型的高性能表面被研究出来,对表面处理技术的需求也在快速增长。目前制备高性能表面的方法包括电化学沉积、自组装和纳米光刻等,这些方法存在难以控制或需要复杂的化学处理等问题。相比而言,增材制造作为一种数字制造技术,具有高度的设计自由度和对各种类型材料的高度兼容性,为制备具有复杂结构的高性能表面的相关问题提供了很好的解决方案。

       近期,电子科技大学张翼教授、张晓升教授、邓旭教授及团队成员在《Droplet》期刊上发表题为“Droplet interface in additive manufacturing: From process to application”的综述文章,从增材制造过程中的液滴界面现象和增材制造制备的液滴界面应用两个方面,系统性阐述了该领域的相关工作,讨论了现有工作的局限性,并提出了未来研究的发展方向。

       该综述回顾了增材制造过程中的液滴界面现象和增材制造制备的液滴界面应用(图1)。一些增材制造方法需要精确控制液滴的界面特性,以确保打印产品的质量(图2)。增材制造由于其设计自由度高和制造灵活性好的特点在表界面应用领域日益发挥着不可替代的作用(图3)。最后作者对增材制造在液滴界面应用中面临的挑战提出了进一步的展望:研究人员可以进一步完善材料设计理论,建立一个专门的3D打印材料数据库,以实现智能材料的开发和筛选。通过建立成分、工艺、微观结构和性能之间的联系,可以根据元素材料的特性设计出具有理想界面性能的新型表面。

增材制造中的液滴界面:从工艺到应用

图1 增材制造中的液滴界面

增材制造中的液滴界面:从工艺到应用

图2 光固化中的液滴界面(a)连续液膜约束的3D打印;(b)仿生低黏附用于连续3D打印;(c)单墨滴3D打印

增材制造中的液滴界面:从工艺到应用

图3 增材制造在液滴输运中的应用(a)仿南洋杉叶片结构功能表面;(b)多仿生槽锥刺结构;(c)多级微结构仿生功能表面;(d)仿生麦芒分级系统;(e)磁性数字微流控结构

原文链接:https://doi.org/10.1002/dro2.57

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