新的3D打印機(jī)使用光線來(lái)塑造復(fù)雜的物體

加州大學(xué)伯克利分校的3D打印技術(shù)可以同時(shí)對(duì)所有對(duì)象進(jìn)行整形，而不是逐層對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜，更平滑的對(duì)象。一種新的基于光的3D打印方法和機(jī)器可以在幾分鐘內(nèi)制造復(fù)雜的物體，比目前更加平滑和靈活。被稱為“復(fù)制者” - 參考星際迷航電視節(jié)目 -由加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開(kāi)發(fā)，打印機(jī)使用一束光將液體一次轉(zhuǎn)換成物體而不是逐層轉(zhuǎn)換，這就是典型的3D打印機(jī)創(chuàng)建對(duì)象。復(fù)制器是著名程序中的一個(gè)設(shè)備，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)任何對(duì)象。

研究人員在加州大學(xué)伯克利分校的新聞發(fā)布會(huì)上表示，除了創(chuàng)造全新的物品外，打印機(jī)還可以用新材料包住現(xiàn)有物體，這對(duì)于目前的3D打印機(jī)和方法很難實(shí)現(xiàn)。由加州大學(xué)伯克利分校機(jī)械工程助理教授海登泰勒領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，其工作有可能改變眾多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，從假肢到眼鏡鏡片再到跑鞋，他說(shuō)。

“事實(shí)上，你可以從另一個(gè)制造過(guò)程中獲取金屬部件或其他東西，并增加可定制的幾何形狀，我認(rèn)為這可能會(huì)改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式，”泰勒說(shuō)，并補(bǔ)充說(shuō)該技術(shù)可以導(dǎo)致對(duì)象的大規(guī)模定制。

建筑物體的逐層方法導(dǎo)致研究人員稱之為邊緣的“階梯”效應(yīng)。它也不是非常有利于制造柔性物體，因?yàn)榭蓮澢牧峡赡茈S著這種類型的工藝而變形，并且受到易于制造的形狀類型的限制。例如，拱門需要支撐以在傳統(tǒng)的3D打印方法中保持其形狀。

由加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)發(fā)的3D打印機(jī)是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗褂谜承砸后w，當(dāng)它在一個(gè)小瓶中旋轉(zhuǎn)時(shí)，它會(huì)對(duì)變化的光線模式作出反應(yīng)。泰勒說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種計(jì)算機(jī)算法來(lái)計(jì)算塑造特定物體所需的精確光線模式。

“基本上，你有一個(gè)現(xiàn)成的視頻投影儀，我從家里帶來(lái)的，然后你把它插入一臺(tái)筆記本電腦并使用它來(lái)投影一系列計(jì)算機(jī)圖像，而電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)圓筒，有一個(gè)3D打印樹(shù)脂，“他解釋說(shuō)。

泰勒承認(rèn)，該過(guò)程在樹(shù)脂的配方方面具有特定的參數(shù)，例如，但基本上依賴于研究人員如何計(jì)算將要投影的圖像。“創(chuàng)建一個(gè)非常簡(jiǎn)單版本的工具的障礙不是那么高，”他說(shuō)。

團(tuán)隊(duì)在打印機(jī)中使用的樹(shù)脂由混有光敏分子和溶解氧的液體聚合物組成。光激活光敏化合物，耗盡氧氣，使聚合物形成交聯(lián)，使樹(shù)脂從液體變?yōu)楣腆w已經(jīng)使用了氧氣。

研究人員使用打印機(jī)創(chuàng)建了一系列直徑達(dá)4英寸的物體 - 從羅丹的“思想家”雕像模型到定制的顎骨模型。該團(tuán)隊(duì)在“科學(xué)”雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于他們工作的論文。

研究人員說(shuō)，該技術(shù)除制造靈活性外還有其他好處。它幾乎不產(chǎn)生任何材料浪費(fèi)，未固化的材料100%可重復(fù)使用。

物體也不必是透明的，團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用染料在固化波長(zhǎng)下透射但吸收大多數(shù)其他波長(zhǎng)以產(chǎn)生看起來(lái)不透明的物體來(lái)證明。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫(xiě)了20多年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約市作為專業(yè)記者生活和工作。在空閑時(shí)間，她喜歡沖浪，旅游，音樂(lè)，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。