无层层构建的3D打印技术问世 完美克服了行业的一些局限

虽然3D打印技术在过去十年取得了很大的进步，但它仍然面临一个基本的限制：物体必须一层一层地建造。美国研究人员开发了一种在固定体积的树脂中打印3D物体的方法。打印出来的物体完全由厚厚的树脂支撑，就像一块果冻中心漂浮着的动作人偶，可以从任何角度添加。这种新的3D打印系统，最近发表在《自然》杂志上，可以更容易地打印越来越复杂的设计作品，同时节省时间和材料。

斯坦福大学电气工程助理教授丹康格里夫(Dan congreve)说，“这种体积打印的能力使你能够打印非常困难的物体。对于3D打印来说，这是一个非常令人兴奋的机会。”

从表面上看，这种技术似乎相对简单：研究人员通过透镜聚焦激光，并将其照射到类似凝胶的树脂中，当暴露在蓝光下时，它会硬化。但是研究人员没有简单地使用蓝色激光，因为树脂会沿着光束的整个长度固化。相反，他们使用红光和一些分散在树脂中的巧妙设计的纳米材料，仅在激光的精确焦点处产生蓝光。通过在树脂容器周围移动激光，他们能够创建详细的，无支撑的打印。

研究人员专门使用一种叫做三重融合上转换的方法，将一种波长的光转换成另一种波长。通过使正确的分子相互靠近，研究人员创建了一系列能量转移，例如将低能红色光子转换为高能蓝色光子。

通过一系列步骤，研究人员将必要的上转换分子形成不同的纳米级液滴，并将其包裹在保护性的二氧化硅壳中。然后，他们将得到的纳米胶囊分布在整个树脂中，每个纳米胶囊比人类头发的宽度小1000倍。

研究人员目前正在探索同时进行多点打印的可能性，这将大大加快这一过程，以及以更高的分辨率和更小的规模进行打印。研究人员还在探索使用上转换纳米胶囊的其他应用，这将有助于通过将无用的低能光转换成太阳能电池可以收集的波长来提高太阳能电池板的效率。这项新技术还可以用来帮助研究人员更准确地研究可以由光触发的生物模型，甚至在未来提供局部治疗。

大家熟悉的3D打印这个词，其实就是增材制造技术的俗称。所谓添加，就是将材料一层一层的堆积起来，形成所需的实体模型。这种制造方法具有成本低、速度快、自动化、精确等明显优势。但它的缺陷也不容忽视，那就是分层制造3354的“台阶效应”。虽然每一层都很薄，但在一定的微观尺度下，还是会形成一定厚度的一流“台阶”。如果要求制造的物体表面非常光滑，也会造成精度的偏差。如今，这一新成果的出现，完美地克服了3D打印的一些局限性，让这一令人惊叹的技术有了无限的应用。