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2020-06-01

科yan进zhan正在改变着这xiang曾经的利基技术的面貌。

一ge金属苆iaoù右籶ian液tai树脂中升起来,随之出xian了一ge精zhi的白色模型——jiu像一ge光滑的wu体从一pian泻湖中逐渐xianshen。

这是世界shang最快的树脂3D打印fu务,它ke以在ji小shi内打印出与人体尺寸相当的结构。这台gao速树脂3D立体打印机由美国西北da学的化学家Chad Mirkin及其同shiyan发,bing在qunian十yuebao到了这一yan究成guo[1],这是3D打印领域的重da突破,tuo宽了这一yuan本只能制造小型低精duyuan型零件的技术的ying用范围。3D打印技术不仅变得更快、打印尺寸更da,同shi科学家们还ti出一系列创造xing的技术改进手段,yan发出强du更gao的材料,甚至在单一shang混合了多种材料进行打印。

Chad MirKin位yu美国西北da学的shiyan室中有一台树脂打印机,它ke以在ji小shi内制造出与人体尺寸相当的结构。图pian来源:西北da学。

运动fuzhuang厂、航空航tian制造商和医liao器xiegong司都十分渴望有效利用3D打印的优势。哈佛da学的材料科学家Jennifer Lewis说:“sui然短期内wo们还不能在家里快速打印出修理汽车所需的零件,但这一技术已bei主流制造gong司cai用。”

这xiang最xin技术ye有望给yan究人员带来经济收yi,像 Lewis 和 Mirkin一样,ta们謝ie暮芏嗳艘丫猻hi对自ji的成guo进行商业化的尝shi。英国谢fei尔deda学的冶金学家Iain Todd表示:“3D打印技术的进步ke以让wo们通过chaohu想象的方式来利用这xie材料,这让材料科学家们十分兴奋,ye将让人们逐渐习guanyu3D打印的全xinshiwu。”

从零件到

三维打印yebei称weizeng材制造,与从zheng块的yuan料切削和磨削制造或从利用熔融金属和模具进行铸造的传统工艺流程不同,3D打印蕅ie恢肿詃i向shang的制造过程。它具有较低的材料消耗和gaodu的定制化能力,能够制造像网格这样传统方法nan以制造的复za结构。

业余ai好者使用的低成本机器通过将塑料成份的yuan料xian源源不断送ru加热后的喷zui中,随后喷zui将融化后的塑料不断挤出,一ceng接一ceng地向shang构建she计的结构,这yebei称wei熔融沉积成型工艺(fused deposition modelling,FDM)。但3D打印所hangai的技术远远不zhiyuci,最zao的方法之一jiu是利用紫外激光对光敏树脂进行逐ceng扫面固化,这一gainianke以追溯到1984nianChars Hu[2]的专利,ta同shiye是美国南卡罗来纳州3D Systemsgong司的创shi人。

最xin的3D打印技术,包括Mirkin的技术在内,仍然在使用光敏树脂,但随着北卡罗来纳da学jiao堂山分校的化学家、材料科学家Joseph DeSimone领导的团dui在2015nianbao告出改进方法后[3],3D打印的速du和尺寸都有了da幅ti升。zao期的3D打印机速du较慢,打印的尺寸较小,bingqie容易产sheng分ceng、有瑕疵的脆弱结构。这种打印技术只能有限地ying用yu快速yuan型she计,wei基yu传统方法的正式sheng产制造塑料模型。作weiyan究领域纁i担庵执蛴〖际趸刮薹╨ingyan究人员满意,澳da利亚墨尔本莫纳什da学的gao分子科学家Timothy Scott表示:“用这謟hi椒ㄖ荒苤圃煲粁ie小零件和小玩意er,膓ian詙u一gegao分子化学家纁i凳治奕ぁ!包/p>


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