物体现在可以在不透明树脂中进行3D打印

EPFL工程师团队开发了一种3D打印方法，该方法使用光在几秒钟内用不透明的树脂制作物体。他们的突破可能在生物医学行业具有广阔的应用前景，例如制造人造动脉。

早在2017年，EPFL工程学院应用光子器件实验室(LAPD)的工程师设计了一款能够几乎瞬间制造物体的3D打印机。现在，五年后，该团队改进了他们的印刷机和方法，可以生产出由不透明树脂制成的物体——这在以前是不可能的。

一个小尤达

EPFL的3D打印机是世界上速度最快的打印机之一。大多数3D打印机通过在称为增材制造的过程中逐层沉积材料来工作，而EPFL使用的是体积法。“我们将树脂倒入容器中并旋转它，”洛杉矶教授克里斯托夫·莫泽说。

“然后我们以不同的角度照射容器，使树脂在树脂中累积的能量超过给定水平的地方固化。这是一种非常精确的方法，可以生产与现有3D打印技术相同分辨率的物体。”工程师的体积法可以用于几乎任何形状的物体，他们决定通过创建一个微型Yoda来测试它。他们只用了20秒就完成了这个小雕像，而传统的增材制造工艺大约需要10分钟。

用光固化材料

光线能够通过与塑料中包含的光敏化合物相互作用来固化树脂。洛杉矶的博士后安托万博尼法斯说：“我们的方法只有在光线以直线穿过树脂而没有偏离的情况下才有效。”“到目前为止，我们一直使用透明树脂，但我们想看看是否可以用生物医学行业使用的那种不透明树脂打印物体。”

在体积过程中使用不透明树脂的挑战在于光线传播不顺畅，因此难以积累树脂固化所需的能量。“使用不透明树脂，我们在打印物体中失去了很多分辨率，”博士JorgeMadrid-Wolff说。洛杉矶的学生。“所以我们试图提出一种解决方案，让我们用这种树脂制造物体，但又不会失去我们3D打印机的优势。”

调整计算机计算

工程师们找到的解决方案其实很简单。首先，他们使用摄像机观察光线穿过树脂的轨迹，然后设计计算机计算来补偿光线失真。他们对打印机进行了编程，以运行这些计算并在打印机运行时校正光线。这确保了在所需位置达到固化树脂所需的能量。通过调整计算机计算，工程师们能够以几乎与透明树脂相同的精度打印不透明树脂中的物体——这是一个重要的突破。

LAPD方法可用于3D打印生物材料，例如人工动​​脉。下一步，工程师们希望能够一次打印多种材料，并将打印机的分辨率从十分之一毫米提高到一微米。工程师的研究已发表在AdvancedScience上。