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学术经纬|造桥、造火箭的3D打印正方兴未艾，超乎想象的4D打印已经来了( 二 )


Lewis表示还有很多其他实验室利用相似的概念进行研发 ， 但DeSimone的方法令人印象深刻的一点在于 ， 它可以在打印后利用热处理来实现第二种反应 ， 增加成品的强度 。 Lewis说：“这为3D打印打开了更广阔的材料空间 。 ”
此后很多研究团队和公司都在此基础上进行更深入的研究 。 Mirkin的打印机选择将一层清油泵到容器的底部以阻止高分子反应 。 同时这层油还起到了冷却剂的作用 ， 将带走打印过程中产生的热 ， 防止打印出的部件变形 。 这也意味着这种打印机不仅仅可以打印厌氧的树脂 。
Mirkin表示 ， 他的打印机比DeSimone的设备又得到了十倍的速度提升 。 去年一月在密歇根大学安娜堡分校 ， Scott和 Mark Burns提出了一种新的方法来抑制反应 ， 通过向树脂中混合一种可以被另一束不同波长的光源激活的化学物质来实现[4] 。 通过调节两种光强的比例 ， 研究人员可以控制光抑制区域的厚度 ， 使得更为复杂的模式打印成为可能 ， 例如带有图印或者标志的表面结构 。
3D打印领域的创新具有迅速商业化的潜力 ， 一些研究人员在发表论文之前就开始着手建立公司了 。 例如在发表论文当日 ， DeSimone在温哥华发表TED演讲时就宣布在加州雷德伍德城建立一家名为Carbon 3D的初创公司 。 实际上他在两年前就已经悄悄注册了这家公司 ， 如今它已经成为3D打印领域最大的初创公司之一 ， 目前已募集了6.8亿美元 ， 估值达到了24亿美元 。 它与Adidas高调签订合约 ， 为运动鞋生产类似橡胶的鞋底夹层 ， 同时与运动装备公司Riddell签订了为美式足球运动员生产头盔衬里的合同 。
学术经纬|造桥、造火箭的3D打印正方兴未艾，超乎想象的4D打印已经来了
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Carbon 3D的技术被用于打印Adidas的鞋底（左侧）和美式橄榄球头盔的衬里（右） 。 图像来源：Carbon 3D Inc.
Mirkin和同事James Hedrick及David Walker也在伊利诺伊的埃文斯顿创立了一家名为“Azul 3D”的初创公司 ， 将他们的高区域快速打印（high-area rapid printing ， HARP）技术商业化 。 Scott 和 Burns也在为他们位于安娜堡的初创公司Diplodocal准备商业化原型打印机 ， 值得一提的是 ， 他们公司的名字Diplodocal来源于“双光束”的希腊语 。
新的树脂打印技术还在涌现 ， 其中一种技术将液态树脂装入了旋转的玻璃管中 ， 随着玻璃管的旋转 ， 投影仪将一段视频投射到玻璃管中 ， 而视频则对应着目标形状的2D切片 ， 只用几秒钟的时间 ， 需要打印的物体就会在玻璃管中固化 ， 这样就不再需要一层层地堆叠打印了[5] 。 这种方法受到了X射线和计算断层扫描技术的启发 ， 它们通过横截面来为物体成像 。 而这种打印方法则反过来将横截面图像反投影回去 ， 以形成3D目标 。
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一架投影仪将视频循环投射入液态树脂中 ， 使得整个物体可以一次成型而无需一层接一层地堆叠 。 图片来源：加州大学伯克利分校
即使在这一飞速发展的领域 ， 这项引人注目的技术也被Lewis称为绝妙的想法 。 不过 ， 这种方法有很大的局限：需要树脂足够透明 ， 并且目标物体不能太大 ， 否则光线无法穿过树脂 ， 无法固化 。 但这种技术显示出了潜在的优势 ， 它可以处理非常粘稠的树脂 ， 因为其他树脂打印机在狭窄的“死区”中难以进行抽取 。 这意味着这种方法可以构建强度更高 ， 精度更高的结构 。
劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的材料和制造工程师Christopher Spadaccini表示 ， 这种方法已经吸引了工业界的广泛兴趣 。 Spadaccini也是去年一月发表了这项技术的团队的一员[5] 。 而瑞士洛桑联邦理工学院也独立地提出了类似的概念 ， 并提前几个月将成果发布在了预印本服务器上[6] 。 Spadaccini认为这一技术具有巨大的商业价值 ， 因为其硬件要求十分简单 ， “最终 ， 你只需要一台一般的投影仪和一个转台就可以了 。 ”


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