打印吧 增材制造服务网
新闻详情

瑞士研发突破性3D打印方法:可在30秒内完成整个高精度物体

发表时间:2020-03-23 11:13

瑞士研发突破性3D打印方法:可在30秒内完成整个高精度物体


据外媒Techspot报道,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)工程学院应用光子器件实验室(LAPD)的研究人员开发了一种突破性的3D打印方法,或能颠覆整个行业。传统的3D打印涉及通过称为增材制造的过程从头开始逐层构建对象。它很有效,但也很乏味,而且分辨率或细节水平通常都不是那么好。如果有一天,人类能够自由制造人体“零件”,更换器官就像更换电池一样方便,器官移植的来源就不再成为问题。但要真正实现活体器官的3D打印,路途还是有点远。

在3D打印的“初级阶段”,人类已经能够精准地打印牙齿、骨骼等组织结构相对简单的零部件,并应用于临床。颅骨损伤的病人,也可以通过3D打印头盖骨实现整形。如果要把打印目标扩展到人体所有“零件”,挑战就大多了。
   首先,你要保证人造器官能够适应人体的力学环境,不能太硬、太软或者塌陷;其次,器官要能够存活并发挥特定的功能。比如,尽管3D打印的心脏“模型”已经很多,但至今没有一个真正的3D打印心脏能够成功植入生物体。
   这项新技术基于断层扫描原理。它从一桶透明液体(取决于所需的输出量)开始,可以是液态塑料,也可以是生物凝胶,然后插入打印机。它开始旋转,几乎就像通过魔术一样,该物体开始出现在容器中。在大约30秒内,整个3D打印过程完成。
Readily3D(该公司的成立是为了帮助开发和销售该技术)首席执行官DamienLoterie 表示,一切都与光有关。激光用于通过称为聚合的过程来硬化桶中的液体。他补充说:“根据我们要构建的内容,我们使用算法来精确计算我们需要将光束瞄准的位置、角度和剂量。”
  目前,这项新技术可以制造出两厘米长的物体,其精度为80微米,即头发的直径。但是,他们希望将来能够打印15厘米以下的结构。该技术潜在的用例很多。LAPD负责人ChristopheMoser表示,这对于制造不需要在打印后进行精加工的小型硅树脂或丙烯酸树脂零件可能会很方便。此外,其在医学和生物学领域也有希望,因为它可用于助听器和护齿器等柔软物体。
  3D打印技术目前存在的问题主要是设备成本高、原材料成本高、加工效率低,如EOS公司的M400型3D打印机,售价130万欧元,打印速度仅100立方厘米每小时,原材料用钛合金粉末3000元每公斤。正是以上原因导致目前3D打印用于大规模生产的成本相对较高,但随着技术的进步,未来3D打印成本将快速降低,性能将大幅提高。
  在国内,3D打印行业也得到了飞速发展,各类3D打印机厂家如雨后春笋。某宝上搜索3D打印机,售价几百到几千、几万、甚至上百万,种类繁多,在各行各业都得到了广泛应用。当然,应用最多的还是用于制作手板。什么是手板?有些地方又叫做首板,即产品的首个样板,当你的产品设计出来之后,如果直接开模制作生产,一旦产品有设计问题将全部报废,大大浪费人力和物力和时间;而手板只是少数的样品,不需要开模,制作周期短,从而节省成本和时间。
  3D打印现今还没真正进入普通大众的生活,眼下3D打印服务和线下体验店虽然也有不少,主要用于打印人像、定制品等。但打印一个仿真的人像要1500元左右,导致客户稀少。但是3D打印作为新兴制造技术,不应该只用来做那些华而不实的“奢饰品”,未来必将融入普通大众的生活,成为人类手中得心应手的强大工具。
  未来的社会,随着老龄化的到来,劳动力的短缺,人工成本将越来越高,或许不久之后人力资源将成为整个社会中最短缺、最昂贵的资源,这从一线城市以及西方国家的发展趋势可见端倪。许多人将被迫成为DIY一族,而3D打印正好是DIY一族、各类发烧友的强大工具。
  很多人都有成为发明家的梦想,但是限于动手能力不足、成本高昂等各方面因素的掣肘,许多美好的设想不能成为现实,但是,有了3D打印,人人都可以成为发明家。可能又有人说,3D打印软件肯定很复杂,太难学习了,没有几年时间掌握不了。这种想法是错误的,传统的机械制图三维图形设计,没有经过专业培训确实很难实现。笔者有幸接触到中小学素质教育、创客教育等使用的3D设计软件(3D ONE),该软件界面简洁、功能强大、操作简单、易于上手,实现了3D设计和3D打印软件的直接连接,大大降低了3D图形设计的门槛,即使是没有任何基础的孩子们,在短短几个小时的学习即可用搭积木的堆砌、简单的拖拉操作方式,绘出自己的3D作品,并直接输出到3D打印机打印。
  可以想象,用不了多久,3D打印的门槛将进一步降低,真正适合各类发烧友、DIY一族,3D打印的黄金时代将真正来临,你们准备好了吗?
文章来源: cnbeta


分享到: