激光3D打印原理
洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新的高精度方法，用于3D打印小的柔軟物體。該過(guò)程從開始到結(jié)束耗時(shí)不到30秒，在包括3-D生物打印在內(nèi)的廣泛領(lǐng)域中都有潛在的應(yīng)用。
快速打印過(guò)程
一切始于半透明液體。然后，就像在魔術(shù)作用下一樣，在旋轉(zhuǎn)的小容器中開始形成深色斑點(diǎn)，直到半分鐘后成品才成型。這種突破性的3D打印方法是由EPFL應(yīng)用光子學(xué)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室（LAPD）的研究人員開發(fā)的，可用于以前所未有的精度和分辨率制作微小的物體，而這一切都在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)完成了。該團(tuán)隊(duì)將其發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然通訊》雜志上，并成立了一個(gè)衍生產(chǎn)品Readily3D來(lái)開發(fā)和銷售該系統(tǒng)。
該技術(shù)可能在廣泛的領(lǐng)域中具有創(chuàng)新性的應(yīng)用，但是相對(duì)于現(xiàn)有方法的優(yōu)勢(shì)（能夠打印不同紋理的固體部分的能力）使其非常適合醫(yī)學(xué)和生物學(xué)。例如，該過(guò)程可用于制造柔軟的物體，例如組織、器官、助聽器和護(hù)齒器。
Readily3D達(dá)米安·洛特里（Damien Loterie）解釋說(shuō)：“傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)（稱為增材制造）是逐層構(gòu)建零件的。問(wèn)題在于，以這種方式制成的軟物體會(huì)迅速崩塌?！?更重要的是，該過(guò)程可用于制造精致的填充細(xì)胞的支架，使細(xì)胞可以在無(wú)壓力的3-D環(huán)境中發(fā)育。研究人員與一名外科醫(yī)生合作，測(cè)試了使用該技術(shù)制作的3D打印動(dòng)脈。試驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞。
這項(xiàng)新技術(shù)借鑒了層析成像的原理，層析成像是一種主要用于醫(yī)學(xué)成像的方法，用于基于表面掃描建立對(duì)象的模型。
打印機(jī)通過(guò)使激光穿過(guò)半透明的凝膠（根據(jù)需要可以是生物凝膠或液態(tài)塑料）來(lái)工作。Readily3D的保羅·德爾羅（Paul Delrot）解釋說(shuō)：“一切都與光有關(guān)?！凹す馔ㄟ^(guò)聚合過(guò)程使液體硬化。根據(jù)我們要構(gòu)建的物體，我們使用算法來(lái)精確計(jì)算我們需要將光束瞄準(zhǔn)的位置、角度和強(qiáng)度?！?/span>
該系統(tǒng)目前能夠制造精度為80微米的兩厘米結(jié)構(gòu)，大約與一束頭發(fā)的直徑相同。但是隨著團(tuán)隊(duì)開發(fā)新設(shè)備，他們應(yīng)該能夠制造更大的物體，最大可能達(dá)到15厘米。LAPD負(fù)責(zé)人克里斯多夫·摩瑟(Christophe Moser)說(shuō)：“該工藝還可用于快速制造不需要精加工的小的硅樹脂或丙烯酸樹脂零件。” 對(duì)于新打印機(jī)而言，室內(nèi)設(shè)計(jì)可能是一個(gè)潛在的利潤(rùn)豐厚的市場(chǎng)。
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