近日,一項來自美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校與勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的聯(lián)合研究成果,為3D打印領(lǐng)域帶來了新突破。科學(xué)家們研發(fā)出了一種全新的樹脂3D打印機,其獨特之處在于能夠利用同一種樹脂材料,創(chuàng)造出多種不同的材質(zhì)。
在3D打印的世界里,熔融沉積建模(FDM)與樹脂打印是兩大主流技術(shù)。前者通過將線材熔融后逐層擠出,構(gòu)建物體;而后者則依賴于精確控制的光線,在液態(tài)樹脂中逐層固化。此次研發(fā)的打印機,正是利用了樹脂打印的這一特性,通過調(diào)整光線的波長,實現(xiàn)了從同一樹脂中生成不同材料的目標(biāo)。
該樹脂材料主要由丙烯酸單體與環(huán)氧樹脂混合而成。在打印過程中,打印機能夠發(fā)出兩種不同類型的光線:紫外線和可見光。紫外線聚焦到樹脂上時,會固化形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),作為打印物體的主體部分;而當(dāng)可見光照射到樹脂上時,則會生成另一種材料,這種材料在氫氧化鈉溶液中浸泡15分鐘后即可溶解,因此非常適合作為支撐結(jié)構(gòu)使用。
為了驗證這一技術(shù)的可行性,研究團隊進行了一系列實驗。他們成功打印出了一些傳統(tǒng)3D打印技術(shù)難以實現(xiàn)的物體,比如一個懸浮在籠子中的球體。在打印過程中,球體由永久材料構(gòu)成,而周圍的支撐結(jié)構(gòu)則是由可溶解材料制成。當(dāng)支撐材料溶解后,球體便能在籠子中自由移動,展現(xiàn)出了這一技術(shù)的獨特魅力。
研究團隊還展示了其他幾個令人印象深刻的打印作品,包括一個復(fù)雜的連環(huán)鎖和一個精美的棋盤圖案。這些作品不僅展示了打印機在創(chuàng)造復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面的能力,也進一步驗證了該技術(shù)在3D打印領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。