脚是人体的一部分,需要穿着鞋子或拖鞋进行许多活动。脚部畸形往往会使人们在活动时一直感到疼痛。这提高了对鞋垫产品的需求的重要性,尤其是鞋类矫正器。使用计算机辅助制造 (CAM) PowerMill2016 技术对五个参数进行优化,即刀具路径策略、进给速度 (B)、主轴转速 (C)、步距 (D) 和排屑槽数量 (E)。获得了表面粗糙度 R a = 6.15 µm 和加工时间 (T a = 3.725 小时) 的最佳值。© 2019 Elsevier Ltd. 保留所有权利。同行评审由 2018 年第六届先进材料科学与技术国际会议、第六届 ICAMST 科学委员会负责。
近年来,人们广泛讨论了从设计和生产率角度来看 AM 工艺的无数优势和挑战,但最近许多研究指出,从材料角度来看,这些创新的加工技术也带来了许多优势和挑战 [3]。事实上,从材料的角度来看,要解决的主要问题与 AM 零件的性能研究以及市场上可加工材料的数量有限有关。基于这些考虑,许多大学、研究中心和行业开始研究原料特性、AM 工艺参数和材料特性之间的相关性,并寻求扩大可用于 AM 工艺的材料组合 [3]。因此,我们推出了本期特刊,总结了这些主题的最新研究活动。以下按材料类别介绍了 AM 材料开发的主要最新进展。
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无线驱动和远程控制的活跃软材料已引起了大量的研究注意,因为与传统的智能材料相比,它们在各种各样的领域中具有潜在的潜在应用,其性能有所改善。[1-5]这些合成伴侣对环境刺激的反应并表现出模仿或与自然界观察到的行为或现象相匹配的能力。[6-8]在这些智能材料中,机械刺激响应材料从环境输入中收获能量,例如光线,[9-11]热量,[12,13]溶剂,[14,15]和物理领域和[16-18],并将其转换为机械能量,无需通过机械形状,无需通过板上的功率来源。这些无线材料可以完成各种功能,例如运动[19-21]以及物体操纵和运输[22-24]作为执行器和传感器。在迄今为止报道的大量活跃智能材料中,由于它们的独特特征和独特的优点,液晶弹性体(LCE)和磁反应弹性体(MRE)最近与其他人脱颖而出。lces表现出大量的菌株(高达400%)和高度工作,以响应多种环境刺激,例如温度[25-27]光,[11,28]和电场。[17,18,29] LCES内部元素的预定对齐(由导演n描述)启用了已在软执行器和生物启发的设备中使用的复杂的3D可逆形状。这些局部菌株共同起作用,以实现指定的形状 - 修复行为,这通常是平面外弯曲的。[6,11,30]外部刺激会根据LCES的当地董事场诱导收缩和拉伸菌株的对齐中的订单参数。另一方面,MRE由柔软的弹性体(SE)矩阵组成,其嵌入式硬磁性微或纳米果(MMPS或MNP)组成。外部磁场在嵌入的MMP或MNP上产生局部力和扭矩。分离的扭矩会导致身体变形和MRE材料的净旋转,而颗粒所经历的力会融合到净力,从而置换MRE或变形。[31]磁性致动具有远距离,健壮和快速致动的优势,并且瞬间的能力
美国关键矿产协会执行董事 Sarah Venuto:“美国关键矿产协会对参议员 Hickenlooper、Graham、Coons 和 Young 就两党合作推出《关键材料未来法案》表示赞赏。中华人民共和国继续部署操纵市场的策略,以破坏国内和与盟友共同为关键材料创造新替代来源所做的努力。即使在我们扩大采矿能力并努力扩大分离技术规模的同时,我们也绝不能忽视中国对中游的控制。虽然我们继续负责任地增加关键矿产的生产、加工和回收,但中国在矿产加工方面的主导地位仍然是一个巨大的挑战。事实上,中国控制着全球一半以上的锂、钴、镍加工能力和 90% 以上的稀土加工能力。为了真正确保美国加工企业的近期、中期和长期财务增长和稳定,我们必须赋予政府和行业新的工具,以迅速、坚决地应对中国旨在破坏我们不断增长的加工基础的反竞争行为。”
为了开发具有独特性能和功能的先进/下一代材料,人们开始研究自然界中常见的分级组装。[1,2] 为了遵循模仿自然的理念,使用可再生/天然来源的构建块来开发分级结构最近成为自下而上制造领域的中心主题。纳米纤维素就是这样一种构建块,包括纤维素纳米晶体 (CNC) 和纤维素纳米原纤维 (CNF)(图 1),它由地球上最丰富的可再生聚合物纤维素组成。近年来,CNC 和 CNF 引起了人们的极大研究兴趣,广泛应用于生物医学、储能、包装、复合材料和特种化学品等多个行业。 [3–5] 这些高度结晶、高纵横比的纳米颗粒由 β (1–4) 连接的 D-葡萄糖单元的线性均聚物组成,表现出令人印象深刻的机械性能和可调的表面化学性质。鉴于 CNC 和 CNF 的高强度、尺寸各向异性和天然来源,使用纳米纤维素作为开发分级组装体的功能性构件引起了人们的极大兴趣。由于人们对纳米纤维素的广泛兴趣,之前已经发表了几篇评论,涵盖了 CNC 和 CNF 的材料特性、生产、加工、特性策略、化学改性和潜在应用,我们建议任何感兴趣的读者阅读这些评论以获取更多信息。[2–19]
功能分级的材料(FGM)是新一代的工程材料,其中微结构细节通过增强阶段的非均匀分布在空间上变化,请参见顶部图。工程师通过使用具有不同属性,大小和形状的增强件以及以连续的方式互换增强和矩阵阶段的作用(参考1)。结果是一个微观结构,该微观结构在宏观或连续尺度上产生连续或离散变化的热和机械性能。这一新的工程材料的微观结构的概念标志着材料科学和材料领域机制中革命的开始,因为它首次允许一个人将材料和结构上的考虑因素完全整合到结构组件的最终设计中。功能分级的材料是涉及严重热梯度的应用的理想候选物,从高级飞机中的热结构和
淀粉样蛋白功能材料由淀粉样蛋白纤维结构块制成,这些结构块由淀粉样蛋白天然蛋白或合成肽体外生产,具有多种功能,包括环境科学和生物医学、纳米技术和生物材料。然而,淀粉样蛋白的可持续和可负担来源仍然是大规模应用的瓶颈,迄今为止,人们的兴趣仍然主要局限于基础研究。植物来源的蛋白质因其天然丰富和对环境的影响小而成为理想的来源。在此,燕麦球蛋白(燕麦植物的主要蛋白质)被用于生产高质量的淀粉样蛋白纤维和基于其的功能材料。这些纤维显示出丰富的多链带状多态性和具有不可逆和可逆途径的纤维化过程。此外,作者还制造了燕麦淀粉样蛋白气凝胶、薄膜和膜,可用于水净化、传感器和图案化电极。展示了燕麦淀粉样蛋白相对于其他蛋白质来源的可持续性足迹,有望为先进材料和技术提供一个环境高效的平台。