3D打印技術已經(jīng)越來越深入到人類生活中了。
3D打印的原理其實跟我們熟悉的普通打印機的相同。普通打印機能將電腦中的文字和圖表等印在一張張白紙上，放大這些文字圖表，可以看到它們是由一個個極小的有顏色的墨點組成的，我們將這些點稱作像素點。如果將這些像素點用三個噴頭同時在上下、左右和前后三個面上“打印”出來，會得到什么效果呢？3D打印正是這種想法的結晶。
同樣在電腦中將需要打印的成品設計出來，然后將之傳送到3D打印機中。打印機將這個物體分解成一張張跟紙一樣薄的薄層，然后在每一層上噴出相應的“像素點”，最終這些平面堆疊在一起，就組成了電腦藍圖中的物體。
當然，這些“像素點”的成分不再是墨水，而是根據(jù)實物選擇相應的原材料。最早的原材料是塑料，人們能打印出各種塑料制品。后來，原材料的種類越來越豐富多樣，石膏、尼龍、樹脂、金屬和陶瓷等各種材料的出現(xiàn)，讓3D打印更加名副其實了。
不過，3D打印迄今還有兩大難以解決的問題：不精細和耗時長。打印出來的3D物品由于是一層層堆疊起來的，堆疊時難免出現(xiàn)接縫甚至偏差，因此很難像機械制造出來的一體成型的器具那么完美無瑕。而且，就像彩印比黑白打印的時間要長一樣，需要噴出的“像素點”越多，所用的時間就越長，就算是打印一件小擺件，3D打印都要用上幾個小時，更別提其他更復雜的東西了。該如何解決這兩個大問題呢？
用迄今人類能控制的最小材料——量子點作為3D打印的墨水，也許能解決第一個大問題。美國麻省理工學院的科學家用能發(fā)出熒光的粒子打印出的體積大約為1立方毫米的物體，分辨率能達到50納米。如果研究人員想要制作大約1立方厘米的較大物體，分辨率會相應降低到約500納米。但與其他3D打印的物品相比，500納米分辨率的物品精細程度已經(jīng)很高——它的瑕疵要在高性能的光學顯微鏡下才能看清。
傳統(tǒng)3D打印技術是像堆積木一樣，一層層地將原材料堆成一個整體，效率低，耗時長。如果能像機械化生產(chǎn)一樣，使用一個完整的原材料一體成型制成成品，不就能大大提高效率，縮短時間了嗎？美國加州大學伯克利分校的幾位材料學家想出了這種新型的3D打印技術：將原材料放在容器中，用光束作為“刻刀”，將成品從溶液中“雕刻”出來。
研究人員選擇了一種根據(jù)光線強弱和方向變化會發(fā)生選擇性固化的光敏液體（甲基丙烯酸酯明膠水凝膠），當光線從不同的角度投射出來，這種多角度的曝光疊加，可以讓光敏液體固化成設計的樣子。
設計完成后，研究人員將設計圖用一個普通的投影儀投射出來，光束穿過圖片，照向一個裝有光敏液體的持續(xù)旋轉的容器。慢慢地，實物就在溶液中被“雕”了出來。
放上不同的設計圖，研究人員能制出許多物品，比如玩具飛機、水晶籠球甚至假牙模型等,而根據(jù)不同的精度和材料條件，打印時間僅需30～120秒。這套系統(tǒng)的最高精度，目前可以達到0.3毫米，是一種能同時兼顧時間和精度的很有潛力的3D打印技術。未來，隨著光敏材料種類的增加，它能打印出的物品會越來越多。
在更遠的將來，這種方法也可能用于制造納米級電子產(chǎn)品或機器人。
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