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打破传统桎梏 全新液体打印技术诞生

2015-09-21 09:34
Hsiao Chen
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  全新的3D打印方法诞生了——直接利用液体介质材料进行3D打印,而不用像过去25年里那样费时费力地进行逐层堆砌。这项科技使生产即用型产品的打印速度提高了25到100倍,还能打造出以前无法实现的几何形状,为医疗保健和医药领域、甚至汽车和航空等主要工业领域赋予了创新机遇。

  北卡莱罗纳大学教堂山分校(UNC-Chapel Hill)化学教授、北卡诺莱那州立大学(N.C.State)的化学工程学教授——Joseph M. DeSimone,是Carbon3D公司目前的CEO。他和公司的首席技术官Alex Ermoshkin、北卡罗来纳大学的化学教授Edward T. Samulski一起,共同研发出了这项技术。目前,处于休假时期的DeSimone正专注于将技术运用于市场,同时也在为研究生创造新机会,让他们能在UNC和NCSU的材料科学领域和药物递送领域使用该技术进行研究。

  图说:新的3D技术运用光和氧气融化对象,使得三维打印速度大幅提高。

  图片来源:Carbon3D有限公司提供的视频截图。

  这项技术被称为CLIP(Continuous Liquid Interface Production,液体介质持续生产)。它通过处理光和氧,在液体介质中使打印材料融化,是第一个利用了可调节光化学方法的3D打印技术。它的诞生打破了数十年来3D需要逐层打印的桎梏。该3D打印机工作时,光束通过透氧窗口照射到液体树脂里。光和氧气一同工作可以控制树脂的固化,创造出具有商业价值的产品,并且,它能够打印出尺寸小于20微米的物体,即不到一张纸厚度的四分之一。

  “通过反思整个3D打印的方法和其过程背后的化学和物理学原理,我们已经开发出一种新技术,用‘液体池’来建造细小的部分,与传统技术相比,实现了速度上彻底的飞跃。”3月16日,在不列颠哥伦比亚省温哥华举行的会议开幕式上,DeSimone 在TED演讲中展示了这项技术。

  Carbon 3D公司和北卡罗来纳大学教堂山分校有研究赞助协议,目前,研究团队正在积极推进技术进步,以及研究可以使用的新材料。CLIP使得许多材料都能被用来制造具有新颖特性的3D零件,包括人造橡胶、硅树脂、类尼龙材料、陶瓷和生物可降解材料等。这项技术本身就提供了一幅用来合成新的材料的蓝图,为将来的材料科学提供了新的研究对象。

  Rima Janusziewicz和Ashley R. Johnson是DeSimone学术实验室的研究生,也是文章的合作者。他们致力于此项技术在药物输送等领域的应用。

  “除了能使用新材料,CLIP还能让我们创造出其他技术无法实现的独特几何形状。比如为心脏病患者量身定做的心脏支架。”DeSimone说。“CLIP能在几分钟内制造出3D聚合对象,而不需要像以往那样等待数小时甚至数天的时间,不难想象,也许未来,个人冠状动脉支架、牙科植入物和假肢都会按照需求由3D打印代劳制作。”

  CLIP的首次面世的时间,恰逢联合国为了纪念光带来的科技进步,而专门将2015年定“国际光与光学技术”年。

 

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