激光增材制造賦能生物基石墨烯泡沫

在歐盟項目Bio.3DGREEN中，由德國漢諾威激光中心（LZH）協調，來自14家機構的合作伙伴共同致力于利用可再生原料開發石墨烯泡沫。該項目旨在為汽車、航空航天及船舶工業中的傳統阻尼材料和輕質材料，打造一種可持續的替代方案。LZH負責設計3D打印測試平臺，并開發相應的增材制造工藝。

在Bio.3DGREEN項目中，研究人員旨在利用一種新型材料膏體來制造石墨烯泡沫

海綿狀結構是大自然中的多面手：人體骨骼、真菌孢子和貓爪都利用這種結構實現減震、穩定或降噪功能。來自九個國家的合作伙伴們希望利用激光增材制造工藝，制造出這種受自然啟發的結構。

他們使用植物油和鍍鎳金屬粉末作為起始材料，通過逐層構建的方式，制造出復雜的三維結構。研究人員計劃在制造過程中將金屬粉末析出，從而形成預期的海綿狀三維石墨烯結構，而提取出的粉末應可重復使用。

從實驗室到應用：開發制造工藝
由于這種材料是首次應用于增材制造領域，其打印工藝的開發頗具挑戰性：由包覆金屬顆粒和植物油制成的膏狀材料，需要一套專門研發的送料系統。此外，研究團隊還將確定實現精確材料加工的最佳激光波長。

與此同時，項目合作伙伴正在進行生命周期評估（LCA）和生命周期成本分析（LCC），涵蓋二氧化碳排放、能源消耗、廢棄物產生以及回收潛力等方面。他們的共同目標是：將這項技術融入歐洲的循環經濟體系，并將其推廣至其他行業。