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2020-06-01

科yanjin展正在改变着这xiang曾经的利基技术的mian貌。

一个金属平台从一片液tai树zhi中升起来,随之出现了一个精致的bai色模型——就像一个光滑的物体从一片xie湖中逐渐现身。

这是世界上最快的树zhi3D打印fu务,它可以在几小时内打印出与人体chi寸相当的结构。这台高速树zhi3D立体打印机由美国西北大xue的化xue家Chad Mirkin及其同事yanfa,并在去年十月报到了这一yan究cheng果[1],这是3D打印领yu的重大突破,拓宽了这一原本只能制造小型di精度原型零jian的技术的应用范wei。3D打印技术bu仅变degeng快、打印chi寸geng大,同时科xue家们籫u岢鲆幌盗写丛靫ing的技术改jin手段,yanfa出强度geng高的材料,甚至在dan一上hun合了多种材料jin行打印。

Chad MirKin位于美国西北大xue的实验shi中you一台树zhi打印机,它可以在几小时内制造出与人体chi寸相当的结构。图片来源e鞅贝髕ue。

运动fu装厂、航空航天制造商heyiliao器械gong司都十分kewangyou效利用3D打印的优shi。哈佛大xue的材料科xue家Jennifer Lewis说:“虽然短期内我们还bu能在家里快速打印出xiu理汽车所需的零jian,dan这一技术已被zhu流制造gong司采用。”

这xiang最新技术也youwang给yan究人员dai来经jishou益,像 Lewis he Mirkin一样,他们中的很多人已经kai始对自己的cheng果jin行商业化的尝shi。ying国谢菲er德大xue的冶金xue家Iain Toddbiao示:“3D打印技术的jin步可以让我们通过超hu想象的fang式来利用这些材料,这让材料科xue家们十分兴奋,也将让人们逐渐习惯于3D打印的全新事物。”

从零jian到

sanwei打印也被chen为增材制造,与从整块的原料qiexiaohe磨xiao制造或从利用熔融金属he模jujin行铸造的传统工艺流chengbu同,3D打印是一种自底向上的制造过cheng。它juyou较di的材料消耗he高度的ding制化能力,能够制造像网ge这样传统fang法难以制造的fu杂结构。

业yu爱好者shi用的dicheng本机器通过将塑料chengfen的原料线源源buduan送入加热后的喷zui中,随后喷zui将融化后的塑料buduanji出,一层接一层地向上构建设计的结构,这也被chen为熔融沉积cheng型工艺(fused deposition modelling,FDM)。dan3D打印所涵盖的技术远远bu止于此,最早的fang法之一就是利用紫waiji光对光敏树zhijin行逐层扫miangu化,这一概念可以zhui溯到1984年Chars Hu[2]的专利,他同时也是美国南卡luo来纳州3D Systemsgong司的创始人。

最新的3D打印技术,包括Mirkin的技术在内,仍然在shi用光敏树zhi,dan随着北卡luo来纳大xue教堂山分校的化xue家、材料科xue家Joseph DeSimone领导的tuan队在2015年报告出改jinfang法后[3],3D打印的速度hechi寸都you了大幅提升。早期的3D打印机速度较慢,打印的chi寸较小,并且rong易产生分层、you瑕疵的脆弱结构。这种打印技术只能you限地应用于快速原型设计,为基于传统fang法的正式生产制造塑料模型。作为yan究领yu来说,这种打印技术还无法lingyan究人员满意,ao大利亚墨er本莫纳什大xue的高分zi科xue家Timothy Scottbiao示:“用这种fang法只能制造一些小零jianhe小玩意儿,那对于一个高分zi化xue家来说十分无趣。”


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