在歐盟項(xiàng)目Bio.3DGREEN中，由德國漢諾威激光中心（LZH）協(xié)調(diào)，來自14家機(jī)構(gòu)的合作伙伴共同致力于利用可再生原料開發(fā)石墨烯泡沫。該項(xiàng)目旨在為汽車、航空航天及船舶工業(yè)中的傳統(tǒng)阻尼材料和輕質(zhì)材料，打造一種可持續(xù)的替代方案。LZH負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)3D打印測試平臺(tái)，并開發(fā)相應(yīng)的增材制造工藝。

在Bio.3DGREEN項(xiàng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減震、穩(wěn)定或降噪功能。來自九個(gè)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(fā)的結(jié)構(gòu)。

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(gòu)建的方式，制造出復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。研究人員計(jì)劃在制造過程中將金屬粉末析出，從而形成預(yù)期的海綿狀三維石墨烯結(jié)構(gòu)，而提取出的粉末應(yīng)可重復(fù)使用。

從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用：開發(fā)制造工藝
由于這種材料是首次應(yīng)用于增材制造領(lǐng)域，其打印工藝的開發(fā)頗具挑戰(zhàn)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(fā)的送料系統(tǒng)。此外，研究團(tuán)隊(duì)還將確定實(shí)現(xiàn)精確材料加工的最佳激光波長。

與此同時(shí)，項(xiàng)目合作伙伴正在進(jìn)行生命周期評(píng)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(chǎn)生以及回收潛力等方面。他們的共同目標(biāo)是：將這項(xiàng)技術(shù)融入歐洲的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，并將其推廣至其他行業(yè)。