3D打印大变样- 广州3D打印展

广州国际3D打印展览会即将在2022年3月3-5日在中国进出口商品交易会展馆B区举行。邀您关注今日3D打印展新资讯：

       3D打印的原理其实跟我们熟悉的普通打印机的相同。

       普通打印机能将电脑中的文字和图表等印在一张张白纸上，放大这些文字图表，可以看到它们是由一个个极小的有颜色的墨点组成的，我们将这些点称作像素点。如果将这些像素点用三个喷头同时在上下、左右和前后三个面上“打印”出来，会得到什么效果呢？3D打印正是这种想法的结晶。

       同样在电脑中将需要打印的成品设计出来，然后将之传送到3D打印机中。打印机将这个物体分解成一张张跟纸一样薄的薄层，然后在每一层上喷出相应的“像素点”，最终这些平面堆叠在一起，就组成了电脑蓝图中的物体。

       当然，这些“像素点”的成分不再是墨水，而是根据实物选择相应的原材料。最早的原材料是塑料，人们能打印出各种塑料制品。后来，原材料的种类越来越丰富多样，石膏、尼龙、树脂、金属和陶瓷等各种材料的出现，让3D打印更加名副其实了。

       不过，3D打印迄今还有两大难以解决的问题：不精细和耗时长。打印出来的3D物品由于是一层层堆叠起来的，堆叠时难免出现接缝甚至偏差，因此很难像机械制造出来的一体成型的器具那么完美无瑕。而且，就像彩印比黑白打印的时间要长一样，需要喷出的“像素点”越多，所用的时间就越长，就算是打印一件小摆件，3D打印都要用上几个小时，更别提其他更复杂的东西了。该如何解决这两个大问题呢？

       用迄今人类能控制的最小材料——量子点作为3D打印的墨水，也许能解决第一个大问题。美国麻省理工学院的科学家用能发出荧光的粒子打印出的体积大约为1立方毫米的物体，分辨率能达到50纳米。如果研究人员想要制作大约1立方厘米的较大物体，分辨率会相应降低到约500纳米。但与其他3D打印的物品相比，500纳米分辨率的物品精细程度已经很高——它的瑕疵要在高性能的光学显微镜下才能看清。

       传统3D打印技术是像堆积木一样，一层层地将原材料堆成一个整体，效率低，耗时长。如果能像机械化生产一样，使用一个完整的原材料一体成型制成成品，不就能大大提高效率，缩短时间了吗？美国加州大学伯克利分校的几位材料学家想出了这种新型的3D打印技术：将原材料放在容器中，用光束作为“刻刀”，将成品从溶液中“雕刻”出来。

       研究人员选择了一种根据光线强弱和方向变化会发生选择性固化的光敏液体（甲基丙烯酸酯明胶水凝胶），当光线从不同的角度投射出来，这种多角度的曝光叠加，可以让光敏液体固化成设计的样子。

       设计完成后，研究人员将设计图用一个普通的投影仪投射出来，光束穿过图片，照向一个装有光敏液体的持续旋转的容器。慢慢地，实物就在溶液中被“雕”了出来。

       放上不同的设计图，研究人员能制出许多物品，比如玩具飞机、水晶笼球甚至假牙模型等,而根据不同的精度和材料条件，打印时间仅需30～120秒。这套系统的最高精度，目前可以达到0.3毫米，是一种能同时兼顾时间和精度的很有潜力的3D打印技术。未来，随着光敏材料种类的增加，它能打印出的物品会越来越多。

       在更远的将来，这种方法也可能用于制造纳米级电子产品或机器人。

文章来源：大科技杂志社

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