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30微米,世界上最小的船诞生3D打印

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交汇点讯显微镜下的这只船,30微米长,仅比细菌细胞大6倍。开放的船舱、笔直的烟囱、精致的小舷窗清晰可见,尤其令人印象深刻的是,整个船只模型的厚度只有人类头发丝直径的三分之一,堪称世界上最小的船。

这只近日出自荷兰莱顿大学物理学家之手的船,利用的正是近年来迅猛发展的3D打印技术。在几立方微米的微观空间内创造一件物品,科学家是如何实现的?从正式诞生到走进微观世界,3D打印技术突飞猛进的背后是怎样的技术变革?

3D打印的精度已缩小到纳米级

传统的减材制造工艺是指利用已有的几何模型工件,用工具将材料逐步切削、打磨、雕刻,最终成为所需的零件。而3D打印,又称增材制造,是借助于3D打印设备,对数字三维模型进行分层处理,将金属粉末、热塑性材料、树脂等特殊材料一层一层地不断堆积黏结,最终叠加形成一个三维整体。

技术的不断进步使得如今3D打印零件的精度越来越高。“像小船这类微观事物的打印,首先需要克服的就是打印精度的问题。”南京理工大学机械工程学院教授刘婷婷介绍,随着3D打印技术的发展与进步,通过改变能量源,现在人们已经能够将3D打印的制造精度逐渐由微米级别提高到纳米级别。

“目前,3D打印技术已经成功在航空航天、医疗器械、汽车工业、珠宝行业以及建筑行业实现应用。”刘婷婷表示,与传统制造方法相比,3D打印具有零件设计复杂度高、柔性制造水平高、产生设计-制造周期短等优势,日渐受到青睐,应用前景广泛。“微观事物打印的成功,意味着3D打印技术将会对治疗诊断以及药物定向输送起到非常重要的作用。”

随着3D打印的精度的显著提高,3D打印技术在医疗领域给了人们更多新的灵感。如生物3D打印技术,特别是细胞、组织以及器官等活体的打印在医学、生物与工程各界引起广泛


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