微納3D打印：有效提升新材料研發能力及產業創新能力
時間：2024-08-23 10:07 來源：摩方精密 作者：admin 閱讀：次
近年來，依托大數據、云計算、人工智能等先進技術快速發展，新材料產業已成為戰略性、基礎性產業，是未來高新技術產業發展的基石和先導。如今，新材料技術與納米技術、生物技術、信息技術相互融合，結構功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯，精密、低碳、高性能、綠色、可再生循環等環境友好特性倍受關注。
新材料行業現狀
新材料是指新近發展或正在發展的具有優異性能的結構材料和有特殊性質的功能材料。目前，前沿新材料主要包括硼墨烯材料、過渡金屬硫化物、陶瓷復合物、3D打印材料、仿生塑料等，加快布局前沿新材料已成為我國的重大戰略之一。
新材料領域是關系國家安全和發展大局的戰略性、基礎性、先導性行業，保持著平穩良好的發展勢頭。根據Precedence Research的統計，2022年全球新材料市場規模為613.5億美元，預計到2032年將達到1127億美元左右，從2023年到2032年的年復合增長率可達6.27%，產業規模快速增長、創新能力顯著提升。
3D打印催化創新材料開發
目前，探索新材料3D打印已經成為一種新的趨勢，有望突破傳統復合材料成型的限制，帶來新材料制件領域的成本大幅度降低和時間大幅度縮短的變革。摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）高精密3D打印技術為提高新材料樣件制造效率、降低制造成本提供多樣化創新性解決方案。
聚合物衍生SiOC陶瓷
南方科技大學葛锜/王榮團隊開發了一種具有超高打印精度和高陶瓷產率的PCP前驅體，采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）和microArch® S240（精度：10 μm）3D打印設備，制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復雜三維結構，打印精度高達5μm。PCP前驅體在1100℃真空熱解后轉化為SiOC陶瓷，陶瓷產率高達56.9%。
超高打印精度、優秀的比強度、高陶瓷產率以及復雜高精度零部件的可加工性能，這些特性可極大的促進PDC陶瓷在工程領域和極端環境中的應用。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103889
柔性壓電陶瓷復合材料
北京理工大學李營團隊研究了一種新型的柔性壓電陶瓷復合材料 (FPCCs)，旨在解決 FPCCs 制備精度低和難以同時提升壓電性能和柔韌性的問題。首先通過配置柔性樹脂基體和采用表面功能化處理壓電陶瓷顆粒，實現了 FPCCs 柔韌性和壓電性能的協同提升。其次，團隊利用nanoArch® S140（精度：10 μm）制備了體心立方(BCC)結構，添加了不影響壓電性能的光吸收劑 TiO2，顯著提高了3D打印精度。最終制備的 FPCCs 具有高精度、高柔韌性和良好的壓電性能，為 FPCCs 的多功能應用拓展了新的研究方向。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.05.087
新材料行業現狀
新材料是指新近發展或正在發展的具有優異性能的結構材料和有特殊性質的功能材料。目前，前沿新材料主要包括硼墨烯材料、過渡金屬硫化物、陶瓷復合物、3D打印材料、仿生塑料等，加快布局前沿新材料已成為我國的重大戰略之一。
新材料分類（圖源：上海交通大學徐州新材料研究院）
新材料領域是關系國家安全和發展大局的戰略性、基礎性、先導性行業，保持著平穩良好的發展勢頭。根據Precedence Research的統計，2022年全球新材料市場規模為613.5億美元，預計到2032年將達到1127億美元左右，從2023年到2032年的年復合增長率可達6.27%，產業規模快速增長、創新能力顯著提升。
3D打印催化創新材料開發
目前，探索新材料3D打印已經成為一種新的趨勢，有望突破傳統復合材料成型的限制，帶來新材料制件領域的成本大幅度降低和時間大幅度縮短的變革。摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）高精密3D打印技術為提高新材料樣件制造效率、降低制造成本提供多樣化創新性解決方案。
聚合物衍生SiOC陶瓷
南方科技大學葛锜/王榮團隊開發了一種具有超高打印精度和高陶瓷產率的PCP前驅體，采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）和microArch® S240（精度：10 μm）3D打印設備，制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復雜三維結構，打印精度高達5μm。PCP前驅體在1100℃真空熱解后轉化為SiOC陶瓷，陶瓷產率高達56.9%。
超高打印精度、優秀的比強度、高陶瓷產率以及復雜高精度零部件的可加工性能，這些特性可極大的促進PDC陶瓷在工程領域和極端環境中的應用。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103889
柔性壓電陶瓷復合材料
北京理工大學李營團隊研究了一種新型的柔性壓電陶瓷復合材料 (FPCCs)，旨在解決 FPCCs 制備精度低和難以同時提升壓電性能和柔韌性的問題。首先通過配置柔性樹脂基體和采用表面功能化處理壓電陶瓷顆粒，實現了 FPCCs 柔韌性和壓電性能的協同提升。其次，團隊利用nanoArch® S140（精度：10 μm）制備了體心立方(BCC)結構，添加了不影響壓電性能的光吸收劑 TiO2，顯著提高了3D打印精度。最終制備的 FPCCs 具有高精度、高柔韌性和良好的壓電性能，為 FPCCs 的多功能應用拓展了新的研究方向。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.05.087
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