石墨烯与3D打印技术

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3D打印(或增材制造)是指一种过程,其中3D打印机用于按照3D模型(或其他电子数据源)在计算机控制下堆叠材料层,从而生成打印的三维对象。

ORDbot Quantum 3D打印机照片

3D打印的各种应用包括设计可视化和原型设计,金属铸造,建筑,教育,医疗保健,娱乐等。随着3D打印技术的不断发展和发展,研究人员暗示了可能的生物技术用途,例如生物打印和计算机辅助组织工程以及定制最终产品的零售制造,这可能会改变商业面貌。

如今存在大量3D打印过程,主要区别在于它们的分层方法和所使用的材料。一些方法使材料熔化或软化以产生层,而另一些方法则使用液态材料或切成一定形状并连接在一起的薄材料层。3D打印材料多种多样,包括热塑性塑料,HDPE,橡胶,可食用材料,粘土,金属合金等。新技术,例如将碳纤维注入塑料中,可以使材料更坚固,更轻。

石墨烯是排列在六角形晶格中的单原子碳原子层,由于其无与伦比的特性(如非凡的导电性,柔韧性和透明度)的巨大排列,被重复称为“奇妙材料”。

石墨烯增强的纳米复合材料极大地改善了3D打印中使用的传统材料,例如塑料。添加到聚合物中的石墨烯纳米薄片使材料在机械上更坚固,并具有改进的导热性和导电性。

Graphene 3D LabGraphene LabsLomiko Metals的合资企业,是这个新市场的领导者之一。该公司的创始人兼首席运营官Elena Polyakova博士在接受Graphene-info采访时发表评论关于石墨烯基材料相对于当前3D打印材料的优势:“熔融长丝制造(FFF)–一种将长丝逐层挤出以形成物体的3D打印方法–当前的功能受长丝产品的束缚,通常包括非功能性热塑性塑料。尽管此类塑料非常适合打印台式机模型和引人入胜的小玩意,但使用此类长丝本身进行打印的实际应用受到了限制。通过创建具有功能特性的材料系列,FFF 3D打印机的功能将大大扩展。

举例来说,注入石墨烯的长丝可以是导电的,并且比非专业长丝耐用得多,这是许多应用所必需的。按照Polyakova博士的话说,石墨烯3D实验室获得资金,将在不久的将来开始生产打印长丝,并致力于实现商业化生产的目标。 

石墨烯3D实验室还计划生产基于石墨烯的3D可打印电池这些电池的性能可能会超过目前的商用电池,并且其形状和尺寸可以根据特定设备的设计进行定制。该公司已经在2014年10月推出了原型电池。2015年3月,G3L宣布已开始商业销售用于3D打印的导电石墨烯灯丝该灯丝采用了高导电性的专有纳米碳材料,以增强PLA的特性,PLA是一种广泛用于3D打印的热塑性材料。因此,灯丝与大多数市售3D打印机兼容。2015年6月,该公司宣布与Ideum签署谅解备忘录,一家开发大型智能桌子和墙的公司。该协议为两家公司之间的联合研究,产品开发和营销奠定了基础。Graphene 3D和Ideum将评估和共同开发Graphene 3D的产品,该产品可用作与Ideum产品接口的电容式传感器。石墨烯3D也将开始对杯垫,操纵杆和手写笔进行按需3D商业打印,Ideum客户可以将其用于与其智能表进行交互。例如,可以使用在导电石墨烯细丝中3D打印的各种形状的笔作为照片编辑软件中使用的笔刷,以使在Ideum智能桌上完成的创意工作更动手。

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