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脑极体 正带来哪些产业新机会？，3D打印技术新进展( 二 )


第三 ， 3D打印能够完成复杂工艺生产 。 由于3D打印的层叠打印的生产特性 ， 几乎可以打印出无比复杂的内部结构和纹理 ， 像传统工艺需要精雕细刻的镂空设计 ， 对于3D打印来说就是简单不过的一件事情了 。 比如在珊瑚礁保护上 ， 之前的方案是人们使用混凝土之类的东西来代替珊瑚礁 ， 但是无法模拟原始珊瑚礁供鱼类躲藏的细小洞穴 。 而一些海洋生物学家利用3D打印技术 ， 使用砂岩作为材料 ， 就可以打印出各种形状的珊瑚礁 ， 完美解决这一问题 。 制造超级复杂和特殊形状的物体 ， 成为3D打印技术的独特优势 。
因此 ， 使用3D打印来制作人像、卡通、打印各种日常生活的物品 ， 仅仅只是发挥出3D打印技术的凤毛麟角的能力 。 我们可以继续速览下如今3D技术可以实现的一些逆天功能 。
3D打印新进化：新光固化、微米级多材质与4D活化技术
3D打印从概念提出到技术成熟 ， 已经有一百多年的时间了 。 1892年 ， 美国专利局就登记了一种采用层合方法制作三维地图模型的专利技术 ， 成为3D打印技术的最初形态 。 而直到上世纪80年代 ， 3D打印技术才真正开始走向成熟 。
1984年 ， 美国科学家查尔斯·胡尔发明了立体平板印刷技术（SLA） ， 利用光来催化光敏树脂 ， 然后成型 ， 首次开始尝试将3D打印商业化 。 1986年 ， 美国Helisys公司研发出分层实体制造技术（LOM） 。 1988年 ， 美国人斯科特·克鲁普发明了熔融沉积成型技术（FDM） ， 并在1992年推出第一台基于FDM技术的3D工业级打印机 。
此后3D打印技术进入飞速迭代的发展时期 ， 像新出现的激光烧结技术、紫外线光感和液滴喷射综合技术等 ， 大大提高了制造的精度和范围 。 到2007年 ， 有公司已经尝试用3D打印机制作另一台3D打印机 。 到2012年 ， 3D打印机可以打印出完整的汽车和飞机 ， 也可以打印出身体的下颚假体以及利用人体细胞打造出人造肝脏组织 。
值得提到的是 ， 美国一家名为Carbon3D的公司 ， 在2015年发布了一种新的光固化技术——连续液态界面制造（CLIP） ， 可以比以往任何一种3D打印技术都快25到100倍 。
脑极体 正带来哪些产业新机会？，3D打印技术新进展
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（Carbon3D公司的树脂加速3D打印机）
【脑极体 正带来哪些产业新机会？，3D打印技术新进展】这种方法可以将工作台浸没于树脂容器中 ， 随后用投影仪将预先编程过的图像通过容器底部的透明窗口照射到工作台上 。 然后采用激光照射方式一次性固定一层树脂 ， 底部窗口因为可以透过央企组织窗口区出现固化反应 ， 工作台则不断上升 ， 将完成部分从液态树脂从拉出 。
脑极体 正带来哪些产业新机会？，3D打印技术新进展
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（目前世界上最快的树脂3D打印机）
在这一技术的基础上 ， 美国西北大学的化学家ChadMirkin及其同事研发出新的高速树脂3D打印机 ， 比2015年时的设备又得到了十倍的速度提升 。 Mirkin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 ， 为3D打印打开了广阔的新材料空间 。
3D打印的另外一项进展则是多种粘性材料的3D打印 ， 可以实现微米尺度上控制打印物体的材料性质 。
脑极体 正带来哪些产业新机会？，3D打印技术新进展
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今年初 ， 《自然》杂志发布了这种新的打印技术 ， 只需一个喷头就可以在各种粘性材料中快速切换 ， 同时还可以用多个喷头 ， 大大减少特定结构的打印时间 。 这一技术受到3D打印软体或生物材料的“墨水直写”工艺的启发 ， 但难点在于如何实现高频切换多种材质 。 该研究团队开发了一种微流控喷头 ， 喷头尖端最多能有8种粘性流体形成互相分离的细丝 ， 其工作原理是按顺序对不同流体加压 ， 就能以最高50Hz的频率切换材料 ， 打印特征尺度可达250微米 。


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