在欧盟“Bio.3DGREEN”研究框架下,来自九个国家的14家合作伙伴正联手探索一种全新的轻质缓冲结构材料。该项目由德国汉诺威激光中心(Laser Zentrum Hannover e.V.)牵头,旨在利用可再生原料制造石墨烯泡沫,从而为汽车制造、航空航天及航海领域提供替代传统材料的创新解决方案。
该项目的灵感源自自然界的仿生结构。通过构建多孔且类似海绵的形态,材料能够承担减震、稳定及降噪等机械与功能任务。这种在保持极低重量的同时实现能量吸收与几何高度适应性的特性,正是3D打印技术大显身手的领域,因为它能够逐层精准地构建出具有开放孔隙的内部结构。
该技术的核心原料是一种由植物油基成分与镀镍金属粉末混合而成的浆料。在激光制造过程中,这种浆料被转化为三维结构,随后金属粉末被移除,仅留下石墨烯基泡沫结构。值得注意的是,提取出的金属粉末可被回收利用,这一闭环设计不仅提升了材料效率,更优化了生产链的可持续性。
对于汉诺威激光中心而言,最大的挑战在于工艺技术的突破。由于该材料体系在增材制造领域尚属首次应用,团队需开发专用的浆料供料系统并优化工艺参数,特别是选择能精确控制材料转化的激光波长。与此同时,项目伙伴正通过生命周期评估与成本核算,从生态与经济双重维度验证该技术的工业化潜力,确保其不仅技术上可行,更具备商业推广价值。
这一技术突破对中国制造业而言极具启示意义,随着国内对绿色制造与轻量化材料需求的激增,此类结合生物基原料与先进3D打印的工艺,或将成为中国新能源汽车及高端装备领域实现技术弯道超车的关键切入点。
