Page 79 - 《橡塑技术与装备》2018年4期（2月下半月橡胶）

中外动态

变从一个区域到另一个的微观结构。“ 合著者 Jordan
Raney 解释说。
团队成员之一、哈佛大学的博士后研究员 Raney
现在是宾夕法尼亚大学的机械工程和应用力学助理教
授 , 在那他主要研究 “ 控制材料系统的内部结构特征
的新方法。”
（3）从纳米到宏观
旋转 3D 打印是独立于电或磁电流的一种通用方
法，可用于任何材料挤压法 (FFF/FDM，直接墨水书写，
BAAM)，并存放任何填充材料，包括碳纤维和陶瓷片。
另一位合著者，Brett Compton，现在是诺克斯维
尔市的田纳西大学机械工程学院的助理教授。他工作
哈佛大学通过旋转 3D 打印解决了 于橡树岭大面积添加剂制造工程 (BAAM) 方法的研

自然界的复合材料难题 究。
Harvard University solved the problem of complex materials 研究结果由合著者 Brett Compton, Jordan Raney,
in nature by rotating 3D printing Jochen Mueller 和 Jennifer A. Lewis 共同发布在

来自哈佛 John A. Paulson 工程与应用科学学院 《PNAS》杂志上。项目由美国海军研究局和来自德国
的 Lewis 实验室通过旋转 3D 打印，研发了一种控制 的工具制造业投资家 GETTYLAB 提供资助，知识产
材料中纤维排列方向的方法，将 FFF3D 打印机进行旋 权受到哈佛科技发展办公室的保护。
转。 摘编自 “ 材料科技在线 ”
复合材料天然存在于牙齿和贝类中，或者人工合
成为钢筋混凝土、轮胎和胶合板等，其高强度依赖于 国际材料巨头加快新一轮扩张步伐
纤维的排列。然而在人造物件上，难题仍然是如何复 International material giants speed up a new round of expansion
制大自然的规律。
动力电池市场需求强劲拉动下，国际材料巨头新
研究的第一作者 Jennifer A. Lewis 评论说 ： “ 我
一轮扩张步伐悄然加快。在政策和市场的拥护下，今
们现在可以以一种分层的方式来排列材料，类似于自
年国内动力电池持续增长，随着动力电池对于能量密
然的构建方式。
度、性能的要求不断提高，高端正极材料市场也正迎
（1）从流体入手
来广阔的发展良机，当前也被国际材料巨头视为加快
之前一些其他方法使用磁场或电场来作为排列聚
布局步伐的最好时机。
合物组织中纤维的手段。然而，添加这些电流在原本
近期，全球最大的锂电池正极材料制造商优美科
相对简单的沉积过程上增加了另一种程度的复杂性。
在江门的正极材料项目动工，计划年产量 20 万吨锂电
相 反，Lewis 实验室的方法研究 3D 打印墨水的
池正极材料以及所需要的前驱体和配套的镍钴，预计
流变学 - 或者说物质如何流动，本质上是一种液体电
2019 年上半年投产。该项目计划建成世界级的新能源
流，使混合物中的纤维排列。
汽车锂电池材料生产基地。
（2）引入旋转
据了解，优美科长期看好中国新能源汽车行业前
作为标准挤压机的替代，该实验室的 3D 打印机
景，在中国投资布局正极材料也是筹备已久。本次江
有一个快速旋转的喷嘴，用来存放环氧基液体原料，
门项目约投资 26 亿元，计划投资产线涵盖 NCM111、
而不是纤维丝。通过精确地编排喷嘴的速度和旋转，
523、622 和 811 体系，主要瞄准国内高端动力电池市
团队能够有效地规划纤维的排列和内容，从而为变化
场。
的材料提供始终如一的刚度。
事实上，在政策和市场的拥护下，今年国内动力
“ 这项研究的一个令人兴奋的地方是，它提供了
电池持续增长，随着动力电池对于能量密度、性能的
一种新的途径来制造复杂的微观结构，并且可控地改

年
2018 第 44 卷 ·57·