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一次创建完整物体的3维打印机

已有 2930 次阅读 2019-2-3 16:12 |系统分类:海外观察

根据《NATURE(自然)》网站报导,研究人员发明了一种3D打印机,它可以一次创建一个完整的物体,而不是像典型的加性制造设备那样一层一层地构建它。

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加州大学伯克利分校的电气工程师海登·泰勒解释说,这种装置在1月31日的《科学》杂志上描述过,其工作原理与计算机断层扫描(CT)相反。在CT机器中,X射线管绕着病人旋转,拍摄人体内部的多个图像。然后,计算机使用投影来重建三维图像。研究小组意识到这个过程是可以逆转的:给定一个三维物体的计算机模型,研究人员从许多不同的角度计算出它的样子,然后将得到的二维图像输入投影机。投影机把这些图像投射到一个装满丙烯酸树脂(一种合成树脂)的圆柱形容器中。当投影机在覆盖了360度的图像中循环时,容器以相应的角度旋转。泰勒说:“随着体积的旋转,任何点接收到的光的数量都可以独立控制。”如果总量超过一定值,液体就会变成固体。这是因为树脂中的一种化学物质吸收光子,一旦达到某一临界值,丙烯酸盐就会发生聚合——树脂分子连接成链,形成固体塑料。

对于一个只有几厘米宽的物体,曝光过程大约需要两分钟;研究小组重新制作了一个几厘米高的雕塑《思想者》。剩下的液体被除去,留下三维实体。泰勒说,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。所得到的结构表面也比使用典型的3D打印机所能获得的光滑,这可能有助于制造光学元件。

科学家们建议这种方法可以用于打印医疗部件。

《 Nature 》(自然)网站的这篇报导的标题是《忘了你对3D打印所知的一切吧——“复制器”来了(Forget everything you know about 3D printing — the ‘replicator’ is here)》。“复制者”是这个新发明的机器的绰号,以向电影《星际迷航》中的传奇机器(这种机器几乎可以实现任何无生命的物体)致敬。不过,据我看来,现在普通的3D打印机所采用的层层堆积的方式分层制作技术,不可能很快被人们忘掉,或被完全替代。最早的3D打印出现在上个世纪的80年代,在近20年间有了长足进步,已经被应用于汽车和工业设计、建筑和土木工程、航空和航天、牙科和医疗等许多领域。



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1 强涛

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