科研人員通過(guò)“反轉(zhuǎn)”的3D打印技術(shù)創(chuàng)造出多材料的物體

據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)談及金屬的3D打印時(shí)，最常用的是一種稱(chēng)為選擇性激光燒結(jié)（SLS）的工藝�，F(xiàn)在科研人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種“反轉(zhuǎn)”的技術(shù)變體，用于用不同的材料打印單個(gè)物體。在傳統(tǒng)的SLS中，一束激光照射到充滿金屬粉末的打印床上。當(dāng)光束按照預(yù)先編程的模式來(lái)回移動(dòng)時(shí)，它將粉末熔化并融合成固體，但只在選定的區(qū)域。隨著更多粉末的加入，物體會(huì)逐漸形成，一次一層。

但不幸的是，在不同類(lèi)型的金屬粉末之間來(lái)回切換是很困難的。這是因?yàn)樾鲁练e的一種金屬粉末層會(huì)與已經(jīng)在打印床上的另一種金屬粉末混合。由于兩種金屬的熔化溫度可能不同，所以不一定能同時(shí)熔化。

在Hod Lipson教授的帶領(lǐng)下，紐約哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種替代方案--它涉及到將激光從下面照射上去。最初，一種金屬或聚合物粉末被一層層地沉積在玻璃板上。然后，將一個(gè)平坦的打印平臺(tái)降到該板上，這樣粉末就被夾在兩者之間。接著，激光從下面穿過(guò)玻璃板，將部分粉末熔化并融合成所需的圖案。

當(dāng)打印平臺(tái)隨后升起時(shí)，凝固的材料層就會(huì)粘在上面。然后將該平臺(tái)降到另一塊玻璃板上，玻璃板上覆蓋著一層不同的粉末。當(dāng)激光以與之前相同的模式移動(dòng)時(shí)，該材料層就會(huì)被熔化并融合到現(xiàn)有的固化材料上。以這種方式來(lái)回走動(dòng)，一個(gè)單一的固體物體就可以由兩層或多層物質(zhì)打印出來(lái)。

作為一個(gè)額外的好處，由于物品不斷地從粉末中被抬起來(lái)，用戶(hù)可以看到它的形態(tài)。相比之下，在傳統(tǒng)的SLS中，物品被環(huán)繞在它周?chē)�的粉末所掩蓋--在打印過(guò)程完成之前，用戶(hù)無(wú)法看到整個(gè)東西。

“這項(xiàng)技術(shù)有可能打印嵌入式電路、機(jī)電元件，甚至機(jī)器人元件，”Lipson說(shuō)�！八�可以制造具有分級(jí)合金的機(jī)器零件，其材料成分從頭到尾逐漸變化，比如渦輪葉片，核心使用一種材料，表面涂層使用不同的材料�！�

該技術(shù)在最近發(fā)表于《增材制造》雜志上的一篇論文中進(jìn)行了描述。