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3D打印材料粉状尼龙的应用实例

3D打印技术中,3D打印材料的性能至关重要。所以,3D打印材料是3D打印技术能否广泛应用的前提。目前,3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、粉状尼龙、金属材料和陶瓷材料等。由于粉状尼龙具有良好的流动性,在3D打印中运用广泛。

(一)利用3D打印材料粉状尼龙打印自行车

科学家充分利用尼龙的低摩擦系数及高强度和高耐磨性,借助突破性的新技术打印出一辆可以提供给人类骑的自行车。如英国的欧洲航空防务与航天集团展示了一种新的自行车,这辆自行车在外形上看来并没有什么特别之处,但这是一辆3D打印的自行车。这辆名为Airbike的自行车用尼龙材料制造,与钢铝材料的坚固程度相当,但重量却比钢铝材料轻65%。

3D打印自行车

英国布里斯托尔的科学家在电脑上设计出自行车模型,然后使用3D打印机打印。在打印过程中把熔化的尼龙粉堆积,然后逐渐“堆砌”成一辆自行车。Airbike的车轮、轴承和车轴都是在打印过程中制造的。这款自行车可以按照消费者的要求打印,不需要进行调整,另外它还具有无须进行维修或者装配的优点。

(二)利用3D打印材料粉状尼龙打印鞋子

3D打印技术的个性化风格和量身定制的特点使其在服装、鞋帽等时尚领域拥有广阔的施展空间,而耐用性尼龙突出的柔韧性、机械性能、较低的密度为3D打印在时尚界的发挥提供了材料方面的重要选择。3D打印出来的鞋子网状结构主要是由耐用性尼龙粉末材料组成,耐用性尼龙突出的高机械吐能和低的比重,赋予了这双鞋子轻便而强韧的特性。

事实上,使用耐用性尼龙粉末通过3D打印出来的鞋子,绝不仅仅适用于时尚界,它还具有很强的实用性。在运动场上,高科技产品一直是帮助运动员夺冠的重要因素之一。这些高科技的应用,对于运动员成绩的提高具有积极的作用。高质量的运动鞋需要具有良好的弹性和柔韧性,突出的机械强度和耐磨性能,轻巧、舒适、合脚等特点。

3D打印技术赋予了鞋子快速制造和合脚的特征,而具有卓越的弹性和韧性、高耐磨性和机械强度、低比重的耐用性尼龙便成为材料方面的首选。比如耐克公司生产了一款采用耐用性尼龙材料和选择性3D打印激光烧结技术制作而成的可以根据个人脚形定制的足球鞋,该鞋外观运动感十足,并能有效提升足球运动员的冲刺能力。

(三)利用3D打印材料粉状尼龙打印服装

尼龙因其轻质高强的特性早已广泛应用于服装领域。而3D打印技术因其所见即所得的特点备受设计师们的青睐,很多设计师们都在尝试使用尼龙作为原料进行服装的3D打印。2011年,全球第一款利用3D打印技术打印出来的比基尼泳衣已经开始在网上出售,这是3D打印技术服装制品商业化的开端。

这款比基尼泳衣使用尼龙作为制造材料,用选择性激光烧结技术进行了打印,然后进行无缝拼接制得。Shapeways公司推出的这种尼龙材料非常洁净、结实且富有弹性,这种性能使其在打印泳衣的过程中不会被折断。通过CAD模型的优化设计,使得打印出的泳衣不仅具有良好的防水性,同时也体现了尼龙较好的结实度和柔韧性。

(四)利用3D打印材料粉状尼龙打印菌丝灯

3D打印技术可以将自然生成过程和形式完美融合SLS技术。3D打印菌丝灯,是运用生成法创作的灯具,它根据叶脉形成的方式和过程设计而成。其中灯具是用尼龙材料制作,美国的工程师CGAL和cinder为这款灯具制作了一个专用设计软件,每根叶脉都从一个基本体量和一套根分点开始,这个结构在一个交互作用过程中生成,设计师假定其根系正在一个充满植物生长素的环境中生长。这套系统的最大优点在于它能通过SLS激光烧结设备直接将产品制作出来。

(五)利用3D打印材料粉状尼龙打印飞机

一架叫作SULSA的无人驾驶飞机被英国南安普顿大学的工程师设计并打印出来。这架飞机的外壳是由EOS EOSINT P730尼龙激光烧结打印机打印而成。因为打印材料是尼龙,所以它相当轻便。飞机翼展2米,可以在几分钟内完成组装并无须任何工具,也不需要任何的螺丝。这架打印出来的尼龙飞机,其材料的超高强度和结构的紧密程度超乎人们的想象。

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