2018年10月29日星期一
3D打印的超級電容器已經研發成功,用於提升電子產品續航能力
現如今在電子領域,電池的續航能力顯得尤為重要。無論是智能手機還是平板電腦,人們都希望擁有盡可能長的電池續航能力,3D列印而不少科技也在這方面進行大力的研發工作。
近期,加州大學聖克魯茲分校和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學家報告了超級電容器電機前所未有的性能結果,研究人員使用可印刷石墨烯氣凝膠制造電極,以構建一個裝有贗電容材料的多孔三維支架。
研究人員提到,在實驗室測試中,這種新型電極實現了有史以來超級電容器所報告的最高面積電容。作RP為能量存儲裝置,超級電容器具有非常快速充電並且通過數萬次充電循環保持其存儲容量的優點。它們可以用於電動車輛和其他應用中的再生制動系統。
與電池相比,它們在相同的空間內保持較少的能量,並且它們不會長時間保持充電,但超級電容器技術的進步可以使它們在更廣泛的應用中與電池競爭。
在早期打樣的實驗中,研究人員展示了使用3D打印石墨樣品烯氣凝膠制造的超快超級電容器電極,在這項新研究中,他們改進的石墨烯氣凝膠來制造多孔支架,然後裝載氧化錳,這是一種常見的贗電容材料。
贗電容器是一種超級電容器,通過電極表面的反應來存儲能量,使其比主要通過靜電機制存儲能量的超級電容器具有更像電池的性能。但是贗電容器的問題在於,當增加電極的厚度時,由於體結構中的離子擴散緩慢,電容會迅速下降。因此,挑戰是增加贗電容器材料的質量負載而不是犧牲每單位質量的能量存儲容量。
這項新研究表明,在平衡贗電容器中的質量負載和電容方面取得了突破,研究人員能夠將質量符合增加到每平方釐米超過100毫克氧化錳的水平而不影響性能,而商用設備的典型水平約為10毫克/平方釐米。
最重要的是,贗電容隨著氧化錳的質量負載和電極厚度線性增加,而每克電容幾乎保持不變。這表明即使在如此高的質量負載下,電極的性能也不受離子擴散的限制。
研究人員提到,在超級電容器的傳統商業制造中,將薄的電極材料塗層應用於作為集電器逆向工程的薄金屬片。因為增加塗層的厚度導致性能下降,所以堆疊多個片材以構建電容,由於每層中的金屬集電器而增加了重量和材料成本。
研究人員能夠將電極厚度增加到4毫米,而不會損失任何性能。他們設計了具有周期性孔結構的電極,該結構能夠使材料均勻沉積並且有效的離子擴散用於充電和放電。除晶格結構中的孔之外,氧化錳電沉積到石墨烯氣凝膠晶格上。
這項研究的關鍵創新是使用3D打印來制造合理設計的結構,提供碳支架以支持贗電容材料。這種電容器具有超過的表面積,輕質特性以及優異的導電性,在未來的商用中會發揮出不俗的性能。
手機手板模型的3D打印以及作用
我們經常看到3D打印這個字眼,可是什麼是3D列印恐怕很多人並不是很了解,在工業,比如手機的生產中,RP開模具批量生產之前一定會做一個樣板,這第一個樣板就叫首板,或者是手板,而手板加工工藝主要有3D打印,CNC數控加工
那麼為什麼手機制造要做手板呢,又為什麼要用3d打印或者說打樣CNC來加工制作出來呢? 我們通俗的說幾個方面大家就會了解了3D打印在工業生產中的實際應用。 首先要知道手機手板的作用是什麼:
1。檢驗外觀設計
2。檢驗結構設計
3。避免直接開模具的風險
4。使產品面世時間大大提前
接著要了解采用什麼加工工藝來做,又為什麼要用這個工藝:
3D打印在新產品研發階段,我們可以借助3D打印技術,在最短時間內為您制造一套或幾套快速原型樣件,用於完成設計驗證、裝配測試、性能測試等重要工作,幫助您縮短研發周期,降低研發成本。
3D打印的優勢:
1)僅需幾個小時至幾十個小時即可完成一套或幾套原型樣件的制造,產品研發周期可縮短40%以上
2)無樣品需機加工、翻模或開模具,可直接打印快速原型樣件,大大降低產品研發成本
3)尺寸精度可滿足工業級裝配要求,塑料樣件尺寸精度可達±0。1mm,金屬樣件尺寸精度可達±20μm
4)塑料樣件選用性能優異的尼龍12工程塑料材料,具有高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐溫等出色性能
5)快速樣件可滿足多種條件苛刻的測試要求,例如風洞試驗(3000轉/分鐘),水壓及流量測試(萬次以上)
6)適合用3D打印技術制造快速樣件的領逆向工程域包括:汽車零部件、電子產品、家用電器、儀器儀表、電動工具、家具廚衛、運動用品、日化品包裝等。
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