新型3D打印利用聲波來構(gòu)建物體

3D打印通常涉及到沉積熔化的塑料層、激光熔化金屬粉末或使用紫外線使膠狀樹脂硬化。然而一項新技術(shù)選擇了另一種方法，即利用聲波。該技術(shù)由加拿大康考迪亞大學的一個科學家團隊開發(fā)，其被稱為直接聲音打印(DSP)。

在該技術(shù)的當前版本中，一個換能器被用來發(fā)送聚焦的超聲波脈沖，然后穿過一個腔室的兩側(cè)并進入其中的液體聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹脂。這樣做會產(chǎn)生超聲波場，其使得快速振蕩的微觀氣泡在樹脂的特定位置暫時形成。

隨著這些氣泡的振蕩，它們內(nèi)部的溫度上升到約15,000開爾文，內(nèi)部壓力攀升到超過1,000巴。盡管這種溫度和壓力的突然增加只持續(xù)了幾皮秒，但它卻使樹脂在氣泡的確切位置凝固。

因此，通過沿著預定的路徑逐步移動換能器有可能建立起一個復雜的三維物體--一次一個小像素。除了能生產(chǎn)非常小的、詳細的物品外，DSP還允許在其他具有不透明表面的結(jié)構(gòu)內(nèi)非侵入性地打印結(jié)構(gòu)。

如利用這種技術(shù)，飛機機械師可以想象在不打開飛機機身的情況下，在內(nèi)部部件上進行3D打印維修。甚至有可能在患者體內(nèi)3D打印出植入物，而無需進行手術(shù)。

除了PDMS樹脂，科學家們還成功地使用DSP打印了陶瓷材料制成的物體。他們現(xiàn)在計劃對聚合物-金屬復合材料進行實驗，然后是純金屬。

跟Mohsen Habibi博士和博士生Shervin Foroughi一起領導這項研究的Muthukumaran Packirisamy教授說道：“超聲波頻率已經(jīng)被用于破壞性程序，如激光消融組織和腫瘤。我們想用它們來創(chuàng)造一些東西�！�