经过新的3D打印工艺制作的船雕像。新技能可在必定体积的树脂中打印物体,就像漂浮在果冻块中心的动作人偶,而不用逐层构建物体。
尽管3D打印技能在曩昔十年中取得了长足的前进,但该技能依然面对一个根本约束:物体有必要逐层构建。美国研讨人员开发了一种在固定体积的树脂内打印3D物体的办法。打印物体完全由厚树脂支撑,就像一个动作人偶漂浮在一块果冻的中心,可从任何视点进行增加。这项近来宣布在《天然》杂志上的新3D打印体系,可更轻松地打印日益杂乱的规划著作,一起节省机遇和资料。
斯坦福大学电气工程助理教授丹·康格里夫说:“这种体积打印的能力使你能打印十分困难的目标。关于3D打印来说,这是一个十分令人兴奋的时机。”
从外表上看,这项技能好像相对简略:研讨人员经过透镜聚集激光并将其照射到凝胶状树脂中,这种树脂在露出于蓝光时会变硬。但研讨人员没有简略地运用蓝色激光,由于树脂会沿着光束的整个长度固化。相反,他们运用红光和一些奇妙规划的纳米资料涣散在树脂中,仅在激光的准确焦点处发生蓝光。经过在树脂容器周围移动激光,他们能够创立具体的、无支撑的打印件。
研讨人员专门运用一种称为三重态融合上转化的办法将一种波长的光转化为另一种波长。经过使正确的分子互相接近,研讨人员创立一系列能量转移,如将低能赤色光子转化为高能蓝色光子。
经过一系列进程,研讨人员将必要的上转化分子构成不同的纳米级液滴,并将它们包裹在保护性二氧化硅壳中。然后他们将得到的纳米胶囊散布在整个树脂中,每个纳米胶囊比人类头发的宽度小1000倍。
研讨人员现在正在探究一起多点打印的可能性,这将大大加速这一进程,以及以更高的分辨率和更小的份额进行打印。研讨人员也在探究运用上转化纳米胶囊的其他使用,经过将不行用的低能光转化成太阳能电池可搜集的波长,将协助进步太阳能电池板的功率。新技能也可用来协助研讨人员更准确地研讨可用光触发的生物模型,甚至在未来供给部分医治。
咱们了解的3D打印这个词,其实是增材制作技能的俗称。所谓增材,便是把资料逐层叠加构成所需的实体模型。这种制作方法长处很明显,比方成本低、快速、主动、准确等等。但其缺点也不行忽视,那便是分层制作的“台阶效应”——每个层次尽管很薄,但在必定微观标准下,仍会构成具有必定厚度的一级级“台阶”,假如制作目标外表要求十分油滑的话,还会形成精度上的误差。现在这项新效果的呈现,完美克服了3D打印的某些约束,让这项了不得的技能真实使用无限。