德累斯顿工业大学的研究人员开发了用于熔断器制造技术的磁性“智能TPU”

德累斯顿工业大学的研究人员已使用保险丝制造（FFF）技术来配制和3D打印基于TPU的磁性弹性体长丝。通过使用新颖的打印头和磁场，该团队能够在热塑性弹性体基体中预先配置磁性颗粒，使其一旦被挤出就具有磁性。磁性“智能材料”术语“智能材料”是几年前出现的，用于描述在配制后已进一步功能化并具有特殊性能的材料。对于本研究中的长丝，磁流变弹性体（MRE）是一种智能材料。研究人员认为，将MRE的附加功能与低成本FFF技术带来的设计自由相结合，可以解决各种机械问题。 MRE主要有两种类型：各向异性MRE和各向同性MRE。各向异性结构描述了方向相关的特性，其中磁场被施加以预先配置磁性添加剂并使它们与磁场对齐。

这种特殊的结构被锁定在固化的基体中（熔融处理后），并且仅在一个平面上产生磁性。各向同性的结构描述了没有施加磁场的情况，因此磁性粒子随机分布在整个矩阵中。磁性不仅分布在平面上还是在平面上太强，并且这种性质与方向性无关。预制磁性TPU研究人员的目标是使用FFF制造预制（各向异性）的MRE零件。他们向TPU Filaflex 82A添加了大于10微米的铁粉颗粒。选择最小尺寸是因为它允许研究人员在研究新型复合材料MRE的微观结构时使用计算机断层扫描（CT）跟踪单个颗粒。产生的原始材料是包含随机分布的铁粉颗粒的非结构化复合长丝。灯丝将继续与新的打印头一起使用。打印头设计为在挤出过程中构造铁添加剂。为了对齐灯丝中的磁性材料，团队在加热块正上方的空间中安装了两个环形磁铁。这样，随着灯丝变成其熔融形式，铁添加剂将逐渐开始使其自身与磁场对齐。量身定制的打印头安装在市售的Ultimaker 2+ 3D打印机中，细丝穿过该打印机。在对已打印样品进行CT处理后，观察到其微观结构分布，研究人员证实，新的打印头在打印前成功地在细丝中构建了磁性添加剂。

该团队希望该方法最终将得到改进，以生产用于医学工程和软机器人的最终零件。可以在标题为“基于热塑性聚氨酯的熔丝制成的场结构磁性弹性体”中找到此研究的更多详细信息。它由E. Dohmen，A。Saloum和J. Abel合着。长丝的研发在增材制造领域非常重要，因为在生产专业和工业零件时，原材料与其使用的机器一样重要。我们已经看到公司和机构继续尝试增强现有材料特性或完全开发新的材料特性。今年早些时候，美国陆军开发了一种新的高强度聚合物长丝，专门用于战场上的关键任务部件。在北京，研究人员开发了一种具有抗菌特性和淀粉的基于PCL的复合长丝。