黃金價格-用光控制多材料3D打印

威斯康星大學麥迪遜分校開發的一種新型光學手藝許可一次打印多種資料。使用多種資料的3D打印依然是一個相稱復雜的進程,但目前新的研究經由過程使用不同波長的光更易。由威斯康星大學(UW)的迷信家開發的一種新手藝以及3D打印機 – 麥迪遜使用可見光以及紫外光的圖案來引導兩種單體中的哪種聚合造成固體資料。

UW-Madison化學傳授AJ Boydston說,這些不同的模式供應了創立由多種資料制成的整機所必須的空間節制,他與他的研究生Johanna Schwartz一路嚮導了這項研究。Atlantic Design&Manufacturing是東海岸率先的設計工程師商業鋪,供應最新的3D打印,主動化以及CAD / CAM軟件,包含FedEx,GE Appliances,Procter&Gamble和其餘數百種軟件。
“就像3D打印同樣使人驚訝,在很多環境下它只供應一種顏色來繪畫,”他說。“這個範疇必要一個完備的調色板。”Boydston說,新工藝的運用可能包含創立共性化醫療裝備,如假肢,或者開發可用于培訓醫門生的摹擬器官以及構造。現在除了一些試驗手藝外,大多半3D打印機一次只能臨盆由一種資料制成的整機。然則研究職員但願經由過程這項手藝做更多的工作,即打印更復雜的物體,這也是他們索求若何同時使用多種資料進行打印的緣故原由。
研究職員透露表現,Boydston以及Schwartz的要領采用單缸,多組分要領 – 相似于化學家在合成份子時的一鍋法。他們的手藝基于不同波長的光的本領來節制哪一種肇始資料聚合成固體產物的不同部門。
該進程中使用的資料最後是作為化學物資,稱為單體,終極聚合成更長的一系列化學物資,這便是塑料的制造方式。
自下而上的要領
“這是咱們若何思量在一個物體中使用多種資料進行3D打印的方式,”Boydston詮釋說。“從分子到收集,這更像是一種自下而上的化學家的要領。”
為了開發他們的手藝,該團隊創立了多個數字圖像,這些圖像在重疊時可以天生3D設計。他們說,這些圖像節制是否使用紫內線或者可見光來聚合肇始資料。這便是他們若何節制終極資料及其機能,例如剛度。
在此進程中,研究職員同時未來自兩臺投影儀的光芒導向一大桶液體肇始資料,個中奇異層構建在平臺上。研究職員透露表現,在造成一層之后,物體從下向上逐層構建,光芒構建下一層,然后等等。該團隊在Nature Communications雜志上頒發了一篇關于他們事情的論文。
Boydston以及Schwartz說,他們面對的最大挑釁是優化質料的化學性子,由於他們必需思量兩種單體在一個桶中的顯露。
Boydston說,他們還必需確保兩種資料的固化時間類似,以便每層中的硬質以及軟質資料在約莫雷同的時間內實現干燥。他們說,一旦他們完成了這一方針,他們目前可以經由過程使用紫內線或者可見光切當地決定每個單體在印刷物體內固化的地位。
“在這個階段,咱們只實現了將硬質資料放在軟質資料閣下的一步,”Boydston說。“有很多不完美的地方,但這些都是使人興奮的新挑釁。”
他增補說,接上去,該團隊的方針是辦理這些不完美的地方,并索求在這個進程中可以使用的其餘資料組合以及不同的光波長。研究職員還但願確立一個跨學科團隊,可以增長波長節制,多資料3D打印對將來運用的影響。
Elizabeth Montalbano是一名自由撰稿人,撰寫了20多年的手藝以及文明。她曾經在鳳凰城,舊金山以及紐約市作為業餘記者生涯以及事情。在空閑時間,她喜歡沖浪,旅游,音樂,瑜伽以及烹調。她現在棲身在葡萄牙東北海岸的一個村落莊。