在一片圣光之中横空出世 这种3D打印好中二啊!(组图)

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3D打印又有新技术啦~在光束的照射下,我们会看到一个打印零件“凭空浮现”出来,整个过程只需要几分钟时间。



动图截自原论文视频

这种新技术的突出特点是,它摆脱了3D打印传统的层层堆叠的打印方式,所打印的物体的各个部分可以说是一次成型的。这样不仅打印速度快,而且还能得到表面更加光滑的打印元件。



打印成品。截图来源:Nature

下面我们就来详细比较一下它和此前的3D打印有什么不同。之前常见的3D打印有两种,第一种应该是大家最容易见到的:把原料加热熔化,像挤奶油一样地一层层堆起来。



图片来源:prostheticknowledge

另一种则是利用光照让液态的树脂原料固化。这种也是一层一层进行固化的。



图片来源:Gigaom
一层层的打印方式有一些缺点,比如说打印出来的东西可能外表还能看到分层的痕迹,而且打印的速度通常也比较慢。

而在开头的视频中,我们完全看不到这种分层。这种新技术也利用了类似上面说到第二种的固化原理,旋转的圆筒里装着光固化树脂原料,然后在旋转的同时用一束不断变化形状的光束来照射它,每次的光束都对应着3D模型在一个角度上的投影(如下图)。



图片来源:原论文

对于圆筒中的某一位置的树脂而言,多角度光照剂量的叠加达到一定量之后,能量就足以引发树脂固化,而如果光照量累积得不够,则树脂还会保持可流动的状态。结果就是,在旋转照射之后,光的叠加正好让树脂固化成了人们想要的形状,其他部分未固化的树脂可以被洗去。



打印成品。截图来源:UC Berkeley

研究者们从医院里的CT断层扫描那里获得了设计灵感。他们表示这种3D打印可以看成是与做CT正好相反的过程:做CT是机器先旋转着拍下一系列不同角度的2维投影,然后把它重建成一个3维影像;而这里的3D打印则是先有3维模型,然后再把它变成不同角度的投影,再用光源把这些2维投影透射到旋转的树脂上。 

这种方法能快速打印表面光滑的透明树脂小零件,它还可以直接围绕着其他物体进行打印,比如为金属螺丝刀加上一个树脂把手。



截图来源:Science Magazine

因为打印过程看起来有点科幻,人们也把这台3D打印机比作了星际迷航里出的“复制机”(Replicator)。当然,这台“复制机”虽然可以迅速打印一个4厘米高的透明思想者,但它并不能复制出一杯热伯爵茶就是了……



原论文:https://science.sciencemag.org/content/early/2019/01/30/science.aau7114

相关报道:https://www.nature.com/articles/d41586-018-07798-9

https://www.sciencemag.org/news/2019/01/star-trek-replicator-creates-entire-objects-minutes 阅读原文

文章来源: 留园 查看原文
https://news.toutiaoabc.com/newspark/view.php?app=news&act=view&nid=343077
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