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石墨烯與3D打印的那些事

在3D打印機内裝有實實在在的原材料如金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,與電腦連接後,通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。但是目前無論是在打印材料還是打印機上都存在着一定的技術壁壘。如果能夠使用石墨烯做3D打印材料,3D打印機将能夠制造具有高強度、重量輕、以及柔韌性、導電性俱佳的零部件或産品。

加拿大

2013年2月12日,加拿大全球石墨烯行業巨頭Lomiko Metals與石墨烯實驗室(Graphene Labs)簽署了一個戰略聯盟協議,雙方同意共同研發用于3D打印的高性能石墨烯增強材料。2013年11月Lomiko Metals投資5萬美元啟動資金宣布成立了石墨烯3D 實驗室公司。

2014年9月,石墨烯3D實驗室(Graphene 3D Lab)申請了臨時專利,為其發明的3D打印電池的方法和材料申請專利保護。此後3D實驗室又宣布與紐約州立大學石溪分校成立一家合資企業,負責對石墨烯加強的3D打印材料,以及其它先進材料進行質量控制測試。11月, 3D實驗室和Taulman 3D簽訂諒解備忘錄,共同開發可用于3D打印的石墨烯增強尼龍材料。2015年1月,已經組裝完畢一條可每小時生産10千克的3D打印線材生産線。

新加坡

Grafoid是一家私人持有的從事石墨烯研究、開發和投資的公司。Grafoid和新加坡國立大學(NUS)共同開發了一種獨特的工藝,可以用原始的、未經加工的石墨礦快速生成多層石墨烯,不僅成本經濟、可大規模生産,而且純度比較高。2014年,Grafoid公司CEO Gary Economo和Altamat公司的Hani Henein博士簽訂協議,投資建造一所霧化工廠以生産MesoGraf石墨烯基粉末和長絲材料用于3D打印。 Grafoid的目的是提供各種各樣基于Mesograf品牌的3D打印粉末材料和長絲材料,使得每一個行業的制造企業都可以利用增材制造流程來生産自己的高端産品,而不僅僅用于原型設計。

以色列-美國

2014年,3D打印巨頭Stratasys公司正與美國加州的礦業技術開發公司 Graphite Technologies合作,共同研發石墨烯增強型3D打印材料。2014年6月26日,以色列——美國兩國工業研究與發展(BIRD)基金會理事會舉行會議,批準向以色列和美國公司之間十一個新的合作項目提供資金共計890萬美元。由Stratasys公司與Graphene Technologies公司合作進行的石墨烯增強3D打印材料研究項目被列入該基金會的資助對象。

澳大利亞

澳大利亞聯邦科學與工業研究組織CSIRO與澳大利亞石墨礦巨頭 Kibaran Resources旗下的合資子公司 3D Graphtech Industries于2014年簽訂協議,共同調研石墨與石墨烯材料在3D打印中的應用。Kibaran正在開發坦桑尼亞的Mahenge和Merelani石墨礦床,希望能成為天然鱗片石墨的穩定和安全供應商。

韓國

2014年,韓國電工研究所(KERI)的一個團隊用拉伸的油墨彎液面制作出3D結構的還原氧化石墨烯(RGO)納米線,這是曆史上的第一次證明了可将純石墨烯材料用于3D打印。

此前,市場上出現了石墨烯增強型的3D打印複合線材,但它其實有一些問題,在複合材料中加入石墨烯确實會提升塑料屬性,但是塑料材料同時會惡化石墨的固有性質。此外,傳統的FDM打印方法根本不可能實現在納米尺度打印3D對象。這一方法将帶來一種3D打印電子的新模式,為各種理論上存在的“科幻産品”問世打開大門,比如納米機械、納米機器人等。

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