據美國加州大學洛杉磯分校官網報道,該校亨利·薩穆埃利工程與應用科學學院的研究人員近日設計出一種新的3D打印方法,可以打印比人的頭發絲還要細小的復雜微觀物體,或將在生物醫學等多個領域大有用武之地。

 新3D打印

 目前最常見的3D打印方法是增材制造,它將液體材料從管口中一滴滴擠出來,在液體凝固的過程中新的液體層會繼續覆蓋到上面,直到物體打印完成。盡管增材制造等常見3D打印方法可以打印出形狀相當復雜的物體,但是由于材料的液滴較大,難以打印出尺度小于1毫米的物體。

 為了打印出帶有褶皺、小孔等精確特征的微小的定制化物體,該校研究人員研發出一種新的叫做“瞬態光學液體成型”的3D打印技術。這種技術使用了高分子材料流體和帶有圖案的紫外線光束,可以打印出微米尺度的物件。

 這一技術首先將兩種不同的流體在一系列微小的柱狀物之間混合。其中一種液體是高分子液體聚合物,它是目標物體的前體材料,另外一種液體扮演了高分子液體聚合物的液體模具的角色。柱狀物用來控制混合流體的形狀,研究人員可以通過特殊軟件迅速改變柱狀物的位置和序列來決定下一步要打印的形狀。當流體材料停止注入時,帶有特殊圖案的紫外線光束會迅速切入流體材料,打印程序就完成了。

 研究人員將這種3D打印方法的速度提高到約5秒鐘打印出1個物件。“它就像用面條機做面條一樣,先用模具把面團擠成面條——這就是柱狀物模具的角色,然后再用另外一種模具把面條切成段——這就是帶有圖案的紫外線光束的角色。”該研究的第一作者解釋說。

 該團隊打印出的物體尺度在100微米(相當于0.1毫米)到500微米之間,并帶有10微米到15微米的微小特征,他們還使用這種方法打印出了帶有特殊粒子而且粒子位置得以精確控制的物體。