新技巧

如今,3D打印早已无是什么新话题,只要以电脑上垒好模型,人们便可以为此3D打印机在立体之空间里自由“挥毫泼墨”了。但是,这卖“随意”依然时有发生一些克,如果是打印好细小复杂的构件,或者应用软、脆弱的素材,打印制品都见面善变形。

组件化方案
RAC
ract native
热修复
UI Test
测试驱动开发
Adapter

倘若本,一组美国钻等为即无异题目找到了抢眼的缓解方案。只要用上平等种植生活备受也异常宽泛的物,就能够被所有纤细的构造都拿走支持,使3D打印获得真正的“自由”。在演示视频中,研究者就因故他们的配备毫不费力地从起了具有苗条触手的“水母”、俄罗斯套娃等复杂结构,并且丝毫请勿会见走样。

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图片 1平等独自3D打印水母。原视频来自:Sam
Tracey

这种技能的关键在于一栽叫做“卡波姆”的凝胶基质。卡波姆是由于丙烯酸酯和多元醇聚合形成的一致种交联高分子材料,由于该成员链结构被发生很多亲水性的羧基(—COOH),因此它们好“锁住”大量水分子,在分子链中间形成和凝胶。如果研究了化妆品的成分表,你恐怕针对卡波姆并无生。仅得好没有浓度的卡波姆即可从至高速之增稠作用,因此卡波姆凝胶从20世纪90年份起就早已作日化用品的流变调节剂而被大运用了。用卡波姆增稠后底日化用品一方面可长日子稳定存放,另一方面利用时之触感也更柔滑。

图片 2干燥(左)及凝胶状态(右)的卡波姆,在日化产品中为常会看到它们。

当此,研究者们以的凡粒大小就发7微米的卡波姆凝胶微粒。这种水凝胶有种特别的大体性:它平时好安静地保全形象,而单独需要施加低强度的剪切力就可让它们表现出理想的流动性。这吗即,当3D打印的材料留在原地时,凝胶可以啊它们提供支撑,而当打印所用之针头在凝胶中活动时,它周围的凝胶又见面流起来,不阻碍针头的位移。而且,在针头移走下,周围的凝胶还见面重复恢复原状。

图片 3在凝胶中打印的复杂性管道结构。原视频来自:Sam
Tracey

发生矣立体凝胶“画板”的支持,科学家们而决定一个细细的针头作为“画笔”,将打印“颜料”注射到当的职务就可成功打印了。“画笔”移动的时节,卡波姆凝胶像液体一样为针头在里滑过,而留的“笔迹”则会以凝胶中留在原处。

图片 4以显得技能的精致,研究者们还打印起了迷你俄罗斯套娃。注意,图上的标尺长度可止发5毫米。原视频来自:Sam
Tracey

供支持的凝胶基质能及广大素材配合,硅树脂、凝胶、胶体甚至在细胞的分散液都可以看成“颜料”来开展打印。在经处理下,凝胶中的打印品也得毫发无损地取出。例如,研究者们用了入光引发剂的打印材料来打造这些水母,打印制品通过紫外光照射交联之后又经过历届洗去,水母们尽管可打凝胶介质中解放出来了。

图片 5当经交联处理后,3D打印的微水母就好毫发无伤地自凝胶中取出。图片来自:T
Bhattacharjee, K Schulze, W G Sawyer and T E Angelini, University of
Florida

凝胶介质的参加也3D打印技术进行了双重多之或者,它以生物技术、仿生结构相当领域还足以找到自己之用武之地。而这种利用寻常材料解决前沿问题的抢眼思路,对工程师等吧十分有启发性。(编辑:窗敲雨)

参考资料:

  1. Writing in the granular gel
    medium
  2. Chemistry World:3D printer uses gel matrix to tie the knot
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