像复制一样简单,Nature上发表的一次创建整个对象的3D打印机

3D科学谷曾在2016年介绍过不曾以科技范儿形象示人的迪士尼爆出颇具里程碑的技术专利:申请了名为 ‘Near Instantaneous Object Printing Using a Photo-Curing Liquid’(液体光敏树脂的近瞬时打印技术)。该技术有效地扫除了束缚高速三维打印的最大障碍:第一,缓慢的层到层生产方式;其次,浪费生产时间、材料和后处理费用的支撑结构。

概括来说,迪士尼的3D打印技术绕过层层扫描固化的生产方法,而是通过一个或更多的光源将三维模型“注入”液态树脂内。几乎在瞬时间,三维模型就被固化出来,而以往层层生产这样的产品需要几个小时,现在变为几分钟。

他们昵称它为“复制者” – 向星际迷航传奇中的机器致敬,这些机器几乎可以实现任何无生命的物体。

视频:发表在Nature上的立体投影3D打印技术

block 3D打印中的Replicator

最近在Nature上发表了一项技术,与迪士尼的近瞬时树脂打印技术颇为相似,研究人员推出了一款可以同时创建整个物体的3D打印机,而不是像典型的增材制造设备那样逐层构建。

根据北卡罗来纳大学化学教授兼3D打印公司Carbon联合创始人Joseph DeSimone,这是一个令人兴奋的进步,可以迅速对小而透明的零件进行原型制作。

加利福尼亚大学伯克利分校的电气工程师Hayden Taylor解释说,该设备于1月31日在Science中有描述,其工作方式与计算机断层扫描(CT)相反。

在CT断层扫描过程中,X射线管围绕患者旋转,拍摄身体内部的多个图像。然后计算机来重建3D图像。

研究人员意识到这个过程可以逆转:给定一个3D物体的计算机模型,研究人员计算出从许多不同角度看起来的样子,然后将得到的2D图像送入普通的幻灯片放映机。投影仪将图像投射到圆柱形容器中,该容器填充有丙烯酸酯,一种合成树脂。

树脂中的化学物质吸收光子,一旦达到一定的阈值,丙烯酸酯就会发生聚合 – 树脂分子连接在一起形成链状,形成固体塑料。

对于几厘米宽的物体,曝光过程大约需要两分钟,在打印完成后,移除剩余的液体,留下固体3D物体。

这个过程比传统的3D打印更灵活,例如,它可以创建包含现有对象的对象。所得到的结构还具有比通常的3D打印结果更平滑的表面,这可以有助于制造光学部件。

doi: 10.1038/d41586-018-07798-9
Source: Nature (点击查看英文) 

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