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- 科學家用氣溶膠噴射技術3D打印小如發(fā)絲的傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/11/19
在我們的印象中，3D打印技術在航空航天領域的應用往往是用于制造一些交大的部件，但是英國Swansea大學的研究人員卻將其用于打印飛機的最小部件。該校威爾士打印與涂敷中心（WCPC）的一個研究團隊正在致力于使用Optomec公司的氣溶膠噴射技術打印只有人的頭發(fā)絲大小的傳感器組件。更為重要的是組件的人的頭發(fā)絲大小。更重要的是，這種微小的應力傳感器和光學蠕變（opticalcreep）傳感器可以直接打印在飛機渦輪葉片的表面。
這一技術對于飛機的保養(yǎng)維護意義重大。通過將傳感器直接打印到工作的渦輪葉片上，研究團隊能夠?qū)崟r監(jiān)控每一個部件，這有可能導致維修成本和時間的削減以及可以實現(xiàn)發(fā)動機運行溫度和燃料效率。除此之外，研究團隊還利用激光檢測系統(tǒng)和光學照明管理系統(tǒng)開發(fā)了一種高溫光學蠕變測量傳感器，使他們能夠確定部件低至10納米的蠕變程度。
如果您對氣溶膠噴射技術不熟悉的話，這里稍微介紹一下。該技術主要通過霧發(fā)生器霧化導電的納米鉑或納米銀油墨，它利用空氣動力學原理實現(xiàn)了納米級材料的精確沉積成形，能制作精細的功能電路和嵌入式組件而無需使用掩�；蚱渌＞�，可以有效減少電子系統(tǒng)的整體尺寸。這種技術可以制造線寬和電路結構達到10微米級的功能性電子芯片。
在WCPC這里，當導電油墨沉積之后，它還需要進行熱處理來最后確定其力學性能、電傳導和對基材的附著力，最終會形成一種薄至10納米的高質(zhì)量薄膜。目前研究人員們正在研究使用一種激光處理工藝來沉積油墨，以實現(xiàn)在可耐極低溫度的基板上進行打印的可能性。
研究者認為，這項技術的好處包括：
特征尺寸可達10微米
沉積的層厚可達10納米
可以使用多種材料和基板
三維形式的沉積
納米材料的沉積能力
目前，研究人員使用的是直到250攝氏度仍能夠保持穩(wěn)定的導電性納米銀油墨，但是他們正在致力于使用納米鉑油墨開發(fā)一種高溫部件，該部件到1200攝氏度仍能保持穩(wěn)定，從而徹底消除環(huán)境溫度對于傳感器的限制。如果成功，這一成果將對整個航空航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。此外，該團隊還正在開發(fā)可用于航空航天部件上的有史以來尺寸最小的溫度傳感器，其尺寸可能小至30微米，不到人的發(fā)絲一半大，這一技術在消費電子行業(yè)也具有非常好的應用前景。
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