该工作被欧盟委员会列为《面向未来的100项颠覆性技术创新》中4D打印案例之一,其中100项颠覆性技术绝大部分由欧美团队领先,该研究成果为4D打印技术入选的4个案例中唯一中国具有自主知识产权的工作(P. Warnke et al., 100 Radical Innovaation Breakthroughs for the future, 2019)。该工作获颁国家工业和信息化部的科学技术成果登记证书(登记号:3392019Y0014),其评价报告指出“该技术拥有自主知识产权,陶瓷‘4D’打印概念属国际首创,相关技术具有创新性和超前性,有重要的学术和技术价值”。该工作被《人民日报》(头版)、《参考消息》、New Scientist、美联社等国内外知名媒体广泛报道,入选“2019未来科技智能制造十大事件”。
受中国传统陶艺启发,利用陶瓷前驱体材料的易加工性,集成了陶瓷4D打印系统与减材制造、异质工程、表面工程等技术,提出了4D增减材复合制造陶瓷的新概念。突破了先前4D打印陶瓷技术的局限性,探究了基于非接触式激励的一步式变形变质4D打印陶瓷机制。
验证了批量化高速高精4D打印陶瓷的可行性,有望将单个样品的制备控制在一分钟内。突破了陶瓷打印领域高3D结构精度与大尺寸不可兼得的难题,十厘米级陶瓷最小特征尺寸可达十微米级。研发了4D打印形状记忆陶瓷技术,实现了整体/局部、初始/反向多模式形状记忆功能,建立了智能化控材控形控性策略。填补了大尺寸形状记忆陶瓷、4D打印形状记忆陶瓷两项研究国际空白。通过4D打印全陶瓷叶盘模型验证了高4D变形精度、大尺寸、复杂结构形状记忆陶瓷材料制备的可行性。研发了基于高能束或机械研磨的2D/3D/4D前驱体抛光技术,化陶瓷抛光为前驱体抛光,化曲面抛光为平面抛光,并利用前驱体在陶瓷化过程伴随的收缩效应,改善了3D/4D打印领域普遍存在的台阶效应,为高2D表面质量、复杂形状陶瓷材料的制备提供了新思路。在全陶瓷叶盘模型示范中,通过机械研磨和激光抛光,曲面陶瓷叶片的表面粗糙度分别降低了65%和37%,有助于延长叶片的使用寿命。
针对SiOC非晶陶瓷材料高温应用受限的痛点,探究了原子层沉积(ALD)技术对3D/4D打印复杂网格轻质结构SiOC基陶瓷材料火焰烧蚀性能的提升作用机制,拓展了复杂结构SiOC基陶瓷材料的高温应用前景。
验证了批量化高速高精4D打印陶瓷的可行性,有望将单个样品的制备控制在一分钟内。突破了陶瓷打印领域高3D结构精度与大尺寸不可兼得的难题,十厘米级陶瓷最小特征尺寸可达十微米级。研发了4D打印形状记忆陶瓷技术,实现了整体/局部、初始/反向多模式形状记忆功能,建立了智能化控材控形控性策略。填补了大尺寸形状记忆陶瓷、4D打印形状记忆陶瓷两项研究国际空白。通过4D打印全陶瓷叶盘模型验证了高4D变形精度、大尺寸、复杂结构形状记忆陶瓷材料制备的可行性。研发了基于高能束或机械研磨的2D/3D/4D前驱体抛光技术,化陶瓷抛光为前驱体抛光,化曲面抛光为平面抛光,并利用前驱体在陶瓷化过程伴随的收缩效应,改善了3D/4D打印领域普遍存在的台阶效应,为高2D表面质量、复杂形状陶瓷材料的制备提供了新思路。在全陶瓷叶盘模型示范中,通过机械研磨和激光抛光,曲面陶瓷叶片的表面粗糙度分别降低了65%和37%,有助于延长叶片的使用寿命。
针对SiOC非晶陶瓷材料高温应用受限的痛点,探究了原子层沉积(ALD)技术对3D/4D打印复杂网格轻质结构SiOC基陶瓷材料火焰烧蚀性能的提升作用机制,拓展了复杂结构SiOC基陶瓷材料的高温应用前景。声 明:文章内容来源于CMF设计。仅作分享,不代表本号立场,如有侵权,请联系小编删除,谢谢!