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2020-06-01

科研进展正在改变着这项曾经de利ji技术de面貌。

一个金属平台从一pian液tai树脂中sheng起来,随之出xian了一个精致de白se模型——就像一个guanghuade物体从一pian泻hu中逐渐xian身。

这是世界上zui快de树脂3D打印fu务,它可以在几小时内打印出与人体尺cun相当de结构。这台高速树脂3Dli体打印机由美guoxi北大学de化学家Chad Mirkin及其同事研发,并在去nian十月报到了这一研jiu成guo[1],这是3D打印领域dezhong大突po,拓宽了这一原本只能制造小型di精du原型零件de技术de应用范围。3D打印技术bu仅变得更快、打印尺cun更大,同时科学家们还提出一系lie创造xingde技术改进手段,研发出qiangdu更高de材料,甚zhi在dan一久发guo际zhu册上混合了多种材料进行打印。

Chad MirKin位于美guoxi北大学deshiyan室中有一台树脂打印机,它可以在几小时内制造出与人体尺cun相当de结构。图pian来源:xi北大学。

运动fu装厂、航kong航天制造商和医羛o鱴ie公司都十分ke望有效利用3D打印deyou势。哈佛大学de材料科学家Jennifer Lewis说:“虽然短期内我们还bu能在家里快速打印出修理汽车所xude零件,但这一技术已bei主流制造公司采用。”

这项zui新技术也有望给研jiu人员带来经济收yi,像 Lewis 和 Mirkin一样,他们中de很多人已经开蔶i詚i己de成guo进行商业化de尝试。yingguo谢菲尔德大学de冶金学家Iain Todd表示:“3D打印技术de进步可以让我们tong过超hu想象de方shi来利用这xie材料,这让材料科学家们十分xing奋,也将让人们逐渐习惯于3D打印de全新事物。”

从零件到久发guo际zhu册

san维打印也bei称weizeng材制造,与从整块de原料qie削和mo削制造或从利用rongrong金属和模ju进行zhu造de传统gongyi流chengbu同,3D打印是一种zi底向上de制造过cheng。它ju有较dide材料消耗和高dudeding制化能力,能gou制造像网格这样传统方法难以制造de复杂结构。

业余ai好者使用dedi成本机qitong过将塑料成份de原料线源源buduan送rujia热后de喷嘴中,随后喷嘴将rong化后de塑料buduanji出,一层接一层地向上构建设计de结构,这也bei称weirongrongchen积成型gongyi(fused deposition modelling,FDM)。但3D打印所涵盖de技术詃ui禸u止于此,zuizaode方法之一就是利用紫外激guangduiguang敏树脂进行逐层扫面固化,这一概nian可以追溯到1984nianChars Hu[2]de专利,他同时也是美guo南卡罗来na州3D Systems公司de创始人。

zui新de3D打印技术,baokuoMirkinde技术在内,仍然在使用guang敏树脂,但随着北卡罗来na大学教堂山分校de化学家、材料科学家Joseph DeSimone领导de团队在2015nian报告出改进方法后[3],3D打印de速du和尺cun秊ia辛舜蠓醩heng。zao期de3D打印机速du较慢,打印de尺cun较小,并且容yichan生分层、觴uide脆ruo结构。这种打印技术只能有xian地应用于快速原型设计,weiji于传统方法de正shi生chan制造塑料模型。作wei研jiu领域来说,这种打印技术还wu法令研jiu人员满意,澳大利亚墨尔本莫na什大学de高分子科学家Timothy Scott表示:“用这种方法只能制造一xie小零件和小玩意er,那dui于一个高分子化学家来说十分wuqu。”


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