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温室效应是全球共同关注的环境保护话题，但在无法避免使用产生碳排放问题的化石类燃料的情况下，减少二氧化碳排放量是解决办法之一。

ORNL 实验室研发了一种3D打印铝合金设备，该设备实际上是一种二氧化碳气体吸收塔中的填料元件，对工厂排出的二氧化碳气体具有增强的捕获能力。集成在3D打印填料元件中的热交换结构在其中发挥了关键作用。

本期，3D科学谷将通过这一案例，并结合工业增材制造领域出现的热交换结构与零部件相集成的趋势，与谷友一起领略金属3D打印技术在热管理领域的潜能。

热交换器可以一改传统设计方式。合肥口碑好3D打印服务需要多少钱

控制吸收过程中的温度，对于二氧化碳捕获非常关键。3D打印设备中集成的热交换功能，可以减少色谱柱中的局部温度峰值，有助于提高二氧化碳的捕集效率。

起到热交换功能的冷却通道就隐藏在3D打印设备的内部。3D打印设备直径为20.3厘米，高度为14.6厘米，总流体容量为0.6升。研究团队并未揭示采用的是哪种铝合金材料，但表示具有高导热性和结构强度。当然，该设备还可以采用其他材料进行增材制造，例如新兴的高热导率聚合物。

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打印机打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米来计算的。一般的厚度为100微米，即0.1毫米，也有部分打印机如ObjetConnex 系列还有三维 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而三维打印技术则可以以更快，更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

3D打印机彻底改变了我们创建交互式对象的方式，它允许非专业人士在家中即可对工业产品进行原型制作。除了传统的塑料印刷，甚至还可以印刷功能对象，例如使用导电丝的电容式触摸传感器，通过印刷压电材料而制作的扬声器以及用电介质弹性体印刷的执行器。尽管有大量的新技术，但3D打印显示器在很大程度上尚未开发。现有的印刷电子设备***于实验室，因为它们依赖于复杂的机制，超出了目前制造空间和**终用户的科学和经济范围，例如纳米级印刷技术或Aerosol Jet。因此，对于设计团体来说，试验新形式的显示器是有限制的，尽管有大量的新技术，但3D打印显示器在很大程度上尚未开发。

在金属3D打印材料领域，有公司*针对特定领域提供专业材料。如「中航迈特」，主营业务业务就是航空航天金属 3D 打印粉末材料研发和生产，年产能将达至少1000吨；以及「融天航空器材」代理来自美国、欧洲的航空用3D打印金属粉末。

更多的厂商是生产通用性的金属粉末产品。如「纳联材料」生产适用于SLM、EBM、DED 等技术的基合金、不锈钢、工具钢、模具钢、镍基合金、钛及钛合金金属粉末材料；同类公司还有「宇光飞利金属材料」、「金源智能技术」、「微纳增材技术」、「康普锡威科技」、「英纳特纳米科技」、「优材科技」、「中体新材料」、「上海状迈」等。 超出了目前制造空间和**终用户的科学和经济范围，例如纳米级印刷技术或Aerosol Jet。吴江区智能3D打印服务服务介绍

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内部集成了热交换结构的3D打印填料元件来源：ORNL....增材制造实现的原位冷却

吸收是捕获二氧化碳气体常用、经济的方法，在这一过程中，烟囱中的烟气流与可与单乙醇胺（称为MEA）等溶剂进行接触，这些溶剂能够与气体发生反应。

在这种碳吸收方式中通常会产生热量，如果多余的热量无法及时排出，那么整个工艺的效率就会大打折扣。而3D打印设备中正是解决溶剂碳吸收过程中热交换问题的途径。

▲3D打印填料内部集成的热交换结构

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