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“多元材料的任意分布同时打印”3D打印技术取得突破

激光制造商情 来源:IT1682013-12-18 我要评论(0 )   

由独立研究员李畅教授领导的研发团队历经六年时间在经历了千百次实验失败后终于在3D打印技术上取得了重大突破,一举研发出被世界3D打印界称为3D打印终极核心技术的“多...

    由独立研究员李畅教授领导的研发团队历经六年时间在经历了千百次实验失败后终于在3D打印技术上取得了重大突破,一举研发出被世界3D打印界称为3D打印终极核心技术的“多元材料的任意分布同时打印”技术,从而开启了人类控制物体内部构成的时代。

 

   3D打印是上世纪80年代提出的一种立体制造的先进技术-逐层增材制造。但是到目前为止,3D打印只能实现对物体表面形状的控制,而不能实现对物体内部构成的控制。而对物体内部构成的控制远比物体表面形状的控制重要得多。因此,如果3D打印技术不能实现对物体内部构成的控制,其意义最多也是对传统制造技术的一种补充,绝不可能带来制造业的革命。

 

    控制物体内部构成的途径早有定论,就是被称为3d打印终极核心技术的“多元材料的任意分布同时打印”技术。令人遗憾的是,尽管很多人加入到了“多元材料的任意分布同时打印”的研发行列,但几乎没有任何进展。

 

    正当人们对 “多元材料的任意分布同时打印”技术的研发前景甚至对3D打印的发展前景投去怀疑的目光时,李畅教授领导的研发团队已经在这方面取得了重大突破,独立开发出了“多元材料的任意分布同时打印”技术。这项技术的出现标志着人类已经可以实现对物体内部构成的控制。

 

    李教授介绍说,自3D打印出现以来,逐层(逐点)加工被认为是实现3D打印的唯一可行的途径,因此,所有的3D打印技术都毫无例外地采用了这个途径。但是这种方法存在致命缺点,就是打印速度和打印精度互相被绑架,出现了被称为“3D打印悖论”的现象,若提高精度必然导致速度的降低;反之,若提高速度必然导致精度的下降,这意味着3D打印继续走逐层(逐点)加工之路是一条死胡同。

 

   而我们另辟蹊径,抛弃已有3D打印技术的逐层(逐点)加工的固有思路,创立了一种多种材料的整体控制技术,来解决“多元材料的任意分布同时打印”问题。

 

    李教授介绍说,“多元材料的任意分布同时打印”技术成果还同时解决了原有3D打印技术固有的,被认为几乎不可能解决的几个重大缺陷,如:  

 

   打印精度和打印速度的瓶颈问题

   “多元材料的任意分布同时打印”技术的打印精度可达到0.001mm,而且在此精度的条件下,无论单层切片面积多大,其加工时间不超过一分钟,这个打印速度与原有的3D打印速度相比是天壤之别。

 

   打印材料问题

   目前所有3D打印设备对打印材料的要求是非常严格的,它甚至是3D打印不能迅速普及以及不能规模化生产的主要障碍。而“多元材料的任意分布同时打印”技术对材料几乎没有任何特殊要求,只要是粒度相差不大的粉体即可,这就完全解决了3d打印的材料问题。

 

   批量化生产问题

   既然“多元材料的任意分布同时打印”在打印材料和打印速度问题上得到完全解决,批量化生产问题自然迎刃而解了,甚至可以说,像集成电路这样的微加工领域里的大批量规模生产,其加工成本远远低于传统加工方式。

 

   彩色打印问题

   现有所谓的彩色3D打印是通过粘接剂(不是打印材料本身)的颜色来实现的,因此它不是严格意义上的彩色3D打印,而“多元材料的任意分布同时打印”技术是通过直接控制材料本身的颜色的方法进行打印,实现了真正意义上的彩色3D打印。

 

   由此我们看出,李畅教授领导的研发团队的研发成果不仅解决了“多元材料任意分布同时打印”这个3D打印终极核心技术,而且解决了3D打印的打印速度、打印精度、打印材料、批量生产、彩色打印等一系列问题,从而实现了3D打印技术的革命性突破。

 

   李教授介绍说,“多元材料的任意分布同时打印”技术即将在制造业掀起3D风暴,首当其冲的是材料行业,如多材料复合、新材料合成,甚至会出现彩色金属、彩色陶瓷等以前闻所未闻的新材料。需要指出的是,“多元材料的任意分布同时打印”技术引发的,以表面装饰与实体材料的完全统一为标志的装饰材料革命已经开始,如人造大理石、人造装饰板等行业。以陶瓷为例,原有陶瓷采用的是表面装饰,其纹理或图案是表面上的一种“假面具”,如喷绘瓷砖,陶瓷画。若利用“多元材料的任意分布同时打印”技术可以生产这样的陶瓷,它具有我们可以设计的任意彩色纹理或图像,而这个纹理和图像不仅仅是表面的纹理或图像,而是贯穿于陶瓷整体的“真影像”。因此,带有“假面具”的陶瓷产品被带有“真影像”的3D陶瓷替代是必然的趋势。可以说喷绘瓷砖,陶瓷画等传统陶瓷被3D瓷砖,3D陶瓷画取代已经指日可待了。

 

         用多元材料的任意分布打印技术制作的彩色磁砖样品

 

 

     用多元材料的任意分布打印技术制作的彩色磁砖样品侧面效果图

 

   毋庸置疑,这项技术的出现表明中国在3D打印技术方面已经走在了世界的最前面,处在绝对领先地位,它将使中国在制造业革命中脱颖而出,傲视群雄。

 

   据悉,这项研究成果已经在中国申报了发明专利并已被受理。目前已经有国际跨国公司提出合作要求,但是李教授表示希望这项研究成果首先在国内实施。

 

   我们期待李教授的这项技术成果能够在中国大地上开花结果,为实现“中国梦”做出应有的贡献。

 

   编者的话:世界著名3D打印权威胡迪·利普森在他的新著“3D打印:从想象到现实”中是这样描述3D打印技术的现状,“人类史无前例地实现了对物体形状的掌握”这只是第一阶段目标,而第二阶段—控制物体的构成,“即不仅仅是塑造外部几何形态,而是以前所未有的逼真度塑造出新的超材料的内部结构则刚刚启幕”。李畅教授团队超前的实现了第二阶段的目标。这项研发成果对第三次工业革命带来的影响是不可估量的。

 

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