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Hong Kong Scientists Develop Worlds erstes Drucken 4D für Keramik

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Forscher von der Stadt-Universität von Hong Kong (CityU) haben das erste Druckverfahren 4D der Welt für Keramik entwickelt.

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Diese bahnbrechende Förderung in der Materialforschung konnte Weise für neue strukturelle Anwendungen von Keramik ebnen.

Keramisch hat einen hochschmelzenden Punkt, also ist es schwierig, herkömmlichen Laserdruck zu verwenden, um Keramik zu machen.

Bestehendes 3D druckte keramische Vorläufer hindern auch die Produktion von Keramik mit komplexen Formen.

Das CityU-Team hat jetzt eine Weise gefunden, dieses zu beheben, indem es eine neue keramische Tinte entwickelte, die eine Mischung von Polymeren und von keramischen nanoparticles ist.

Nach Ansicht der Forscher druckte das 3D die keramischen Vorläufer, die mit dieser neuen Tinte gedruckt wurden, sind weich und können ausgedehnt werden dreimal über ihrer Anfangslänge hinaus.

Diese flexiblen und stretchable keramischen Vorläufer erlauben komplexe Formen, wie Origamifalten. Mit richtiger Wärmebehandlung kann Keramik mit komplexen Formen gemacht werden, die Forscher intoniert.

Das Forschungsteam hat einen weiteren Durchbruch erzielt, indem es zwei Methoden des Druckens 4D von Keramik entwickelte.

Drucken 4D ist das herkömmliche Drucken 3D, das mit dem zusätzlichen Element der Zeit als das vierte Maß kombiniert wird, in dem die Druckgegenstände mit externen Anregungen, wie mechanischer Kraft, Temperatur oder einem Magnetfeld im Laufe der Zeit umgestalten oder sichzusammenbauen können.

In dieser Forschung nutzte das Team die elastische Energie aus, die in den ausgedehnten Vorläufern für das Formverwandeln gespeichert wurde.

Wenn die ausgedehnten keramischen Vorläufer freigegeben werden, machen sie die selbst-Umgestaltung durch. Nach Wärmebehandlung machen die Vorläufer zu Keramik.

Die resultierende Elastomer-abgeleitete Keramik ist mechanisch robust. Sie können ein hohes zusammenpressendes Stärke-zudichteverhältnis (MPa 547 haben auf 1,6 microlattice g cm-3), und sie können in große Größen mit hochfestem kommen verglichen mit anderer Druckkeramik.

In der zweiten Methode wurde das entworfene Muster direkt auf dem ausgedehnten keramischen Vorläufer gedruckt. Es wurde dann unter Computer-Programmierungssteuerung und den selbst-verwandelnden Prozess freigegeben durchmachte.