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焦点:3D打印十大尖端技术及国内产业走势

2016-09-12 10:17
魏丁小陆
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  NNOVATION1:瑞士科学家3D打印金银纳米墙可制造更高性能触摸屏

  触摸屏技术是依靠喷涂在设备表面的微型导电电极实现的。这种肉眼几乎看不到的电极是由导电材料制成的纳米墙组成的,而目前最常用的材料是氧化铟锡。它的透明度很高,但导电性较差。苏黎世联邦理工大学(ETH)找到了一种可行的创新型方法——“纳米液滴”3D打印。这种方法能够以金、银纳米颗粒为原料3D打印出超薄的“纳米墙”,从而制造出从未有过的透明导电电极,最终创造出画面质量更好、响应更精准的触摸屏。ETH的新方法——以金、银的纳米颗粒为原料3D打印出纳米墙却没有这样的缺陷,因为它可以同时实现较高的透明度和导电性。

  ETH这种纳米3D打印技术的神奇之处不但可令金属材料保持住原有的导电性,而且可将它们创建出透明的结构。目前,研究者们已经利用该技术成功3D打印出了厚度在80-500纳米之间的超薄电极层。

  INNOVATION2:从树脂到陶瓷,加州高温陶瓷3D打印技术

  位于加利福尼亚州Malibu的HRL 实验室发明了可兼容与光固化/3D打印的树脂配方,这种树脂在3D打印后经过过火可以生成致密的陶瓷部件。这是一个惊人的突破,因为它使能够产生任意多边形陶瓷部件,强大且无温度弹性,陶瓷表面无任何加工,不需铸造或嵌塞。

  HRL 通过紫外线光固化快速成形陶瓷的preceramicmonomers—”先驱体转化聚合物”,通过这些聚合物制造的陶瓷均匀收缩,几乎没有孔隙度。并且可以形成迷你网格和蜂窝状材料,不但形状复杂,并且还表现高的强度,这种密度泡沫陶瓷可以在推进零部件、热防护系统、多孔燃烧器、微机电系统和电子设备获得应用。如使用在高超声速飞行器和喷气发动机中,这种陶瓷可以帮助设计者制造能抵御起飞过程中所排出的废气引起的加热和高温度的小零件。

  INNOVATION3:比现有系统快1000倍,麻省理工学院将重新定义三维扫描

  当前市场上大多数激光雷达系统(包括那些在自动驾驶汽车上所安装的雷达系统)使用的是离散自由空间光学元件,包括激光器、镜头和外部接收器。在这些硬件组合中,激光在震荡的同时旋转,这使得其扫描范围和复杂程度受到限制。并且成本从1000美元到70000美元不等。

  麻省理工学院的激光雷达芯片更小、更轻、更便宜,也有可能是更强大的,因为芯片中没有移动部件,速度是目前的激光雷达系统的1000倍,可以用来跟踪高速移动的车辆。

  麻省理工学院的激光雷达芯片工作原理与硅光子技术密切相关,硅波导几的波长远小于光纤,这使得非常小的芯片上的光子电路具有类似于光学纤维的属性。该技术的商业化也并不昂贵,可以在大量的CMOS晶圆代工厂生产,并解决如波导损耗和光隔离的问题。

  INNOVATION 4:将对智能设计产生巨大影响的麻省理工Cilllia毛发

  灵感来自于自然界动物以及人类的毛发,MIT研发的Cilllia毛发是通过光敏树脂固化的技术打印出来的,通过将3D打印的精度控制到极其细微的程度,将这些毛发获得微观结构的“可编程”,这样毛发就展现了像具有神经一样的对压力和对声音的敏感度,并伴随着外界的刺激发生弯曲改变。

  然而Cilllia指的并不是毛发本身,而是建模软件平台,通过平台上CAD设计的步骤,通过滑块式界面,用户可以很容易地将成千上万的毛发在短短几分钟内设计完成,只需要确定毛发的角度、厚度、密度,和毛发的高度。

  通过精心的设计毛发具备了“驱动器”一样的神奇作用,在一个直线方向上实现正向“驱动”和反向“驱动”,这对于动力学是个创新领域,改变了以往我们需要电机或者其他的动力装置才能使得物体发生移动的现状。

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