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石墨烯与3D打印的那些事

在3D打印机内装有实实在在的原材料如金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。但是目前无论是在打印材料还是打印机上都存在着一定的技术壁垒。如果能够使用石墨烯做3D打印材料,3D打印机将能够制造具有高强度、重量轻、以及柔韧性、导电性俱佳的零部件或产品。

加拿大

2013年2月12日,加拿大全球石墨烯行业巨头Lomiko Metals与石墨烯实验室(Graphene Labs)签署了一个战略联盟协议,双方同意共同研发用于3D打印的高性能石墨烯增强材料。2013年11月Lomiko Metals投资5万美元启动资金宣布成立了石墨烯3D 实验室公司。

2014年9月,石墨烯3D实验室(Graphene 3D Lab)申请了临时专利,为其发明的3D打印电池的方法和材料申请专利保护。此后3D实验室又宣布与纽约州立大学石溪分校成立一家合资企业,负责对石墨烯加强的3D打印材料,以及其它先进材料进行质量控制测试。11月, 3D实验室和Taulman 3D签订谅解备忘录,共同开发可用于3D打印的石墨烯增强尼龙材料。2015年1月,已经组装完毕一条可每小时生产10千克的3D打印线材生产线。

新加坡

Grafoid是一家私人持有的从事石墨烯研究、开发和投资的公司。Grafoid和新加坡国立大学(NUS)共同开发了一种独特的工艺,可以用原始的、未经加工的石墨矿快速生成多层石墨烯,不仅成本经济、可大规模生产,而且纯度比较高。2014年,Grafoid公司CEO Gary Economo和Altamat公司的Hani Henein博士签订协议,投资建造一所雾化工厂以生产MesoGraf石墨烯基粉末和长丝材料用于3D打印。 Grafoid的目的是提供各种各样基于Mesograf品牌的3D打印粉末材料和长丝材料,使得每一个行业的制造企业都可以利用增材制造流程来生产自己的高端产品,而不仅仅用于原型设计。

以色列-美国

2014年,3D打印巨头Stratasys公司正与美国加州的矿业技术开发公司 Graphite Technologies合作,共同研发石墨烯增强型3D打印材料。2014年6月26日,以色列——美国两国工业研究与发展(BIRD)基金会理事会举行会议,批准向以色列和美国公司之间十一个新的合作项目提供资金共计890万美元。由Stratasys公司与Graphene Technologies公司合作进行的石墨烯增强3D打印材料研究项目被列入该基金会的资助对象。

澳大利亚

澳大利亚联邦科学与工业研究组织CSIRO与澳大利亚石墨矿巨头 Kibaran Resources旗下的合资子公司 3D Graphtech Industries于2014年签订协议,共同调研石墨与石墨烯材料在3D打印中的应用。Kibaran正在开发坦桑尼亚的Mahenge和Merelani石墨矿床,希望能成为天然鳞片石墨的稳定和安全供应商。

韩国

2014年,韩国电工研究所(KERI)的一个团队用拉伸的油墨弯液面制作出3D结构的还原氧化石墨烯(RGO)纳米线,这是历史上的第一次证明了可将纯石墨烯材料用于3D打印。

此前,市场上出现了石墨烯增强型的3D打印复合线材,但它其实有一些问题,在复合材料中加入石墨烯确实会提升塑料属性,但是塑料材料同时会恶化石墨的固有性质。此外,传统的FDM打印方法根本不可能实现在纳米尺度打印3D对象。这一方法将带来一种3D打印电子的新模式,为各种理论上存在的“科幻产品”问世打开大门,比如纳米机械、纳米机器人等。

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