德累斯頓工業大學的研究人員開發了用于熔斷器制造技術的磁性“智能TPU”

德累斯頓工業大學的研究人員已使用保險絲制造（FFF）技術來配制和3D打印基于TPU的磁性彈性體長絲。通過使用新穎的打印頭和磁場，該團隊能夠在熱塑性彈性體基體中預先配置磁性顆粒，使其一旦被擠出就具有磁性。磁性“智能材料”術語“智能材料”是幾年前出現的，用于描述在配制后已進一步功能化并具有特殊性能的材料。對于本研究中的長絲，磁流變彈性體（MRE）是一種智能材料。研究人員認為，將MRE的附加功能與低成本FFF技術帶來的設計自由相結合，可以解決各種機械問題。 MRE主要有兩種類型：各向異性MRE和各向同性MRE。各向異性結構描述了方向相關的特性，其中磁場被施加以預先配置磁性添加劑并使它們與磁場對齊。

這種特殊的結構被鎖定在固化的基體中（熔融處理后），并且僅在一個平面上產生磁性。各向同性的結構描述了沒有施加磁場的情況，因此磁性粒子隨機分布在整個矩陣中。磁性不僅分布在平面上還是在平面上太強，并且這種性質與方向性無關。預制磁性TPU研究人員的目標是使用FFF制造預制（各向異性）的MRE零件。他們向TPU Filaflex 82A添加了大于10微米的鐵粉顆粒。選擇最小尺寸是因為它允許研究人員在研究新型復合材料MRE的微觀結構時使用計算機斷層掃描（CT）跟蹤單個顆粒。產生的原始材料是包含隨機分布的鐵粉顆粒的非結構化復合長絲。燈絲將繼續與新的打印頭一起使用。打印頭設計為在擠出過程中構造鐵添加劑。為了對齊燈絲中的磁性材料，團隊在加熱塊正上方的空間中安裝了兩個環形磁鐵。這樣，隨著燈絲變成其熔融形式，鐵添加劑將逐漸開始使其自身與磁場對齊。量身定制的打印頭安裝在市售的Ultimaker 2+ 3D打印機中，細絲穿過該打印機。在對已打印樣品進行CT處理后，觀察到其微觀結構分布，研究人員證實，新的打印頭在打印前成功地在細絲中構建了磁性添加劑。

該團隊希望該方法最終將得到改進，以生產用于醫學工程和軟機器人的最終零件?？梢栽跇祟}為“基于熱塑性聚氨酯的熔絲制成的場結構磁性彈性體”中找到此研究的更多詳細信息。它由E. Dohmen，A。Saloum和J. Abel合著。長絲的研發在增材制造領域非常重要，因為在生產專業和工業零件時，原材料與其使用的機器一樣重要。我們已經看到公司和機構繼續嘗試增強現有材料特性或完全開發新的材料特性。今年早些時候，美國陸軍開發了一種新的高強度聚合物長絲，專門用于戰場上的關鍵任務部件。在北京，研究人員開發了一種具有抗菌特性和淀粉的基于PCL的復合長絲。