新類型3D打印利用聲波來構(gòu)建物體

2022-06-01 14:33:13cnBeta.COM閱讀量：50162      我要評論

　　3D打印通常涉及到沉積熔化的塑料層、激光熔化金屬粉末或使用紫外線使膠狀樹脂硬化。然而一項新技術(shù)選擇了另一種方法，即利用聲波。該技術(shù)由加拿大康考迪亞大學(xué)的一個科學(xué)家團隊開發(fā)，其被稱為直接聲音打印(DSP)。

　　在該技術(shù)的當(dāng)前版本中，一個換能器被用來發(fā)送聚焦的超聲波脈沖，然后穿過一個腔室的兩側(cè)并進入其中的液體聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹脂。這樣做會產(chǎn)生超聲波場，其使得快速振蕩的微觀氣泡在樹脂的特定位置暫時形成。

　　隨著這些氣泡的振蕩，它們內(nèi)部的溫度上升到約15,000開爾文，內(nèi)部壓力攀升到超過1,000巴。盡管這種溫度和壓力的突然增加只持續(xù)了幾皮秒，但它卻使樹脂在氣泡的確切位置凝固。

　　因此，通過沿著預(yù)定的路徑逐步移動換能器有可能建立起一個復(fù)雜的三維物體--一次一個小像素。除了能生產(chǎn)非常小的、詳細的物品外，DSP還允許在其他具有不透明表面的結(jié)構(gòu)內(nèi)非侵入性地打印結(jié)構(gòu)。

　　如利用這種技術(shù)，飛機機械師可以想象在不打開飛機機身的情況下，在內(nèi)部部件上進行3D打印維修。

　　除了PDMS樹脂，科學(xué)家們還成功地使用DSP打印了陶瓷材料制成的物體。他們現(xiàn)在計劃對聚合物-金屬復(fù)合材料進行實驗，然后是純金屬。

　　跟Mohsen Habibi博士和博士生Shervin Foroughi一起領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Muthukumaran Packirisamy教授說道：“超聲波頻率已經(jīng)被用于破壞性程序，如激光消融組織和腫瘤。我們想用它們來創(chuàng)造一些東西。”

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