在最近发表于《Advanced Materials》的一篇通讯文章中,来自麻省理工(MIT)的Hyunwoo Yuk研究员和Xuanhe Zhao教授报道了一种通用的3D打印方法,该方法可以克服和墨水直写(Direct Ink Writing)相关的现有技术的缺陷。

拓展3D打印技术之极限

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3D打印物体的能力已经被应用于制造从生物医疗移植材料到柔性电子器件所需的材料。与传统的印刷纸质版书籍、报纸、办公文件和纸币的2D打印技术不同,3D打印使用具有自支撑性的材料作为墨水,如糊浆、凝胶和泡沫。在最近发表于《Advanced Materials》的一篇通讯文章中,来自麻省理工(MIT)的Hyunwoo Yuk研究员和Xuanhe Zhao教授报道了一种通用的3D打印方法,该方法可以克服和墨水直写(Direct Ink Writing)相关的现有技术的缺陷传统墨水直写(DIW)打印法利用喷头在一定高度(H)和速度(V)移动并同时将具有黏弹性的墨水材料沉积形成线条。打印头的移动速度与挤出墨水材料的速度保持一致,因而致使打印分辨率受到喷头开口直径的限制。研究者们研发了一套具有六种新型打印模式的DIW 3D打印设备并实现了形成诸如非线性,连续和不连续图案的复杂结构。由于单一喷头便可打印出各种比喷头开口直径小的线条,因而极大地提升了打印分辨率。一张涉及无量纲喷头速度(V*)和高度(H*)的定量相图可以展示不同打印模式所需的打印参数,且实测数据与相图很好地契合。利用实验数据和硅酮弹性体墨水材料,不同打印模式和线条直径可以通过改变喷头移动速度和高度被“程序化设计”实现。将喷头速度从0.3到2.5以及喷头高度从5到2连续变化可不间断地利用不同模式和不同线条直径打印出单根连续线条。具有不同分辨率及层厚度的3D实心金字塔可用此方法的不同模式打印出来,且其他黏弹性墨水,如水凝胶墨水亦可通过设定合适的打印参数与此新型打印法互相兼容。甚至每层具有不同样式和线条直径的一种具有梯度的3D网状结构也可以被打印出来。被置于四氢呋喃中的具有两种不同线条直径的梯度3D网状螺线管表现出了不同的溶胀时间,显示出不同结构可通过打印被赋予不同的动力学性质。欲了解更多关于这种新型3D打印方法的信息,请访问《Advanced Materials》期刊主页。