赫瑞瓦特大學開發出3D打印新技術，使用近紅外 (NIR) 光創建多材料/顏色結構
時間：2023-06-17 21:07 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2023年6月17日，來自愛丁堡赫瑞瓦特大學的科學家們開發了一種先進的3D打印技術，這項技術有可能對制造業產生重大影響。研究小組由來自傳感器、信號和系統研究所的
Jose Marques-Hueso 博士領導，他們開創了一種新的 3D 打印方法，該方法使用近紅外 (NIR)
光來創建包含多種材料和顏色的復雜結構。該研究項目名稱為“Multimaterial Stereolithography
byCrosslinking through Luminescence
Excitation/通過發光激發交聯的多材料立體光刻技術”，已獲得工程和物理科學研究委員會 (EPSRC) 提供的 280,000
英鎊資金。研究結果以題為“Upconversion 3D printing enables single-immersion
multi-materialstereolithography”已發表在 Applied Materials Today 上。
科學家們通過修改立體光刻技術來突破多材料集成的界限來實現這一目標。傳統的 3D 打印機通常會將藍色或UV激光應用于液態樹脂，然后選擇性地固化以構建所需的物體。然而，混合材料的局限性已被證明是一個缺點。
通過這個項目，科學家們使用了一種 NIR 光源，能夠在更深的樹脂槽中進行打印，而無需分層打印。這些發現為行業帶來了巨大的機遇——尤其是那些依賴專業部件的行業，例如健康和電氣行業。
Marques-Hueso 博士說：“我們的新方法的新穎之處在于使用材料的 NIR 隱形窗口打印深度超過 5
厘米，而傳統技術的深度限制在0.1毫米左右，這是以前從未有人做過的。這意味著您可以使用一種材料打印，然后添加第二種材料，將其固化在 3D
空間的任何位置，而不僅僅是在外表面的頂部。例如，我們可以打印一個幾乎所有側面都密封的空心立方體。然后我們可以稍后回來打印一個物體，由完全不同的材料制成，在這個盒子里，因為
NIR 激光會穿透以前的材料，就好像它是不可見的，因為事實上，它對于 NIR來講是完全透明的。”
△JoseMarques-Hueso 博士和 Adilet Zhakeyev 博士。資料來源：赫瑞瓦特大學
赫瑞瓦特大學的研究員Adilet Zhakeyev 博士說：“熔融沉積成型 (FDM) 技術已經能夠混合材料，但 FDM 的分辨率較低，各層可見，而立體光刻等基于光固化的技術可以提供分辨率低于 5 微米的高光潔度樣品。”
根據赫瑞瓦特大學的說法，該項目的一個關鍵組成部分是開發含有表現出光學上轉換現象的納米粒子的工程樹脂。這些納米粒子吸收
NIR
光子并將其轉化為藍色光子，使樹脂固化。這種情況是“非線性的”——這意味著它可以獲得主要位于激光焦點處的藍色光子，而不是在穿過它的途中。因此，NIR可以像透明一樣深入材料內部，只固化內部的材料。
新的 3D 打印方法允許在同一個樣品中打印具有不同屬性的多種材料——例如，柔性彈性體和剛性丙烯酸，它們對制鞋等許多行業都有用。該技術開辟了無數新的可能性，包括腔內的 3D 打印物體、破碎物體的修復，甚至是通過皮膚的原位生物打印。
Marques-Hueso
博士說：“在同一個研究項目中，我們之前開發了一種可以選擇性鍍銅的樹脂。結合這兩種技術，我們現在可以使用兩種不同的樹脂進行3D打印，并通過使用簡單的電鍍液浴選擇性地僅覆蓋其中一種樹脂。通過這種方式，我們可以創建3D
集成電路，這對電子行業非常有用。”
盡管這項技術提供了前所未有的制造模式，但成本卻低得驚人。根據Marques-Hueso
博士的說法：“這項技術的一個明顯優勢是整臺機器的制造成本不到 400 英鎊。其他一些使用激光的先進技術，例如雙光子聚合
(2PP)，需要價值數萬磅的昂貴超快激光，但我們的情況并非如此，因為我們的專業材料允許使用廉價激光。現在我們有結果來支持我們的主張，我們希望與企業合作并進一步開發這項技術。”
(責任編輯：admin)
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