新類型3D打印利用聲波來(lái)構(gòu)建物體

2022-06-01 14:33:13cnBeta.COM閱讀量：51654      我要評(píng)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(shù)脂硬化。然而一項(xiàng)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(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(gè)換能器被用來(lái)發(fā)送聚焦的超聲波脈沖，然后穿過(guò)一個(gè)腔室的兩側(cè)并進(jìn)入其中的液體聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹(shù)脂。這樣做會(huì)產(chǎn)生超聲波場(chǎng)，其使得快速振蕩的微觀氣泡在樹(shù)脂的特定位置暫時(shí)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(kāi)爾文，內(nèi)部壓力攀升到超過(guò)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(shù)脂在氣泡的確切位置凝固。

　　因此，通過(guò)沿著預(yù)定的路徑逐步移動(dòng)換能器有可能建立起一個(gè)復(fù)雜的三維物體--一次一個(gè)小像素。除了能生產(chǎn)非常小的、詳細(xì)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(jī)機(jī)械師可以想象在不打開(kāi)飛機(jī)機(jī)身的情況下，在內(nèi)部部件上進(jìn)行3D打印維修。

　　除了PDMS樹(shù)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(jì)劃對(duì)聚合物-金屬?gòu)?fù)合材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(xiàng)研究的Muthukumaran Packirisamy教授說(shuō)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(lái)創(chuàng)造一些東西。”

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