“怒放”：DLP 4D打印工艺制造出美丽的塑料花
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责任编辑：六月芳菲 时间：2017-09-04 16:24
责任编辑：六月芳菲 时间：2017-09-04 16:24
[导读]浙江大学化学工程国家重点实验室工程师展示了4D打印工艺，需要投影机，光固化树脂和石蜡。该技术已被用于创建印花后看起来绽放的马蹄莲花的3D模型。 DLP 3D打印是一种能够创建高
浙江大学化学工程国家重点实验室工程师展示了“4D打印”工艺，需要投影机，光固化树脂和石蜡。该技术已被用于创建印花后看起来绽放的马蹄莲花的3D模型。
DLP 3D打印是一种能够创建高质量塑料部件的工艺，现在是普遍现象。使用投影仪，这种3D打印机可以逐层将液态树脂固化成特定的2D形状，直到形成完整的3D物体。然而，现在看来，DLP可以用于4D打印，只需要固化一个2D层。听起来很混乱这是最近在浙江大学化学工程国家重点实验室的异常现象，研究人员在国际学术期刊“先进材料”上发表了他们的研究成果。
术语“4D打印”用于表示许多不同的东西，但在这种情况下，是指在打印后随时间变化的打印对象（第四维）。浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛教授解释说，这种4D打印现象的秘诀在于光固化几秒钟。仔细编程DLP型投影机的灯光，为薄树脂层的每个像素提供不同的光固化结构，树脂在固化时变成固体塑料形状。这很像DLP 3D打印，尽管光线不仅聚焦在可固化树脂上以形成特定的形状，而且使每个像素以一定的方式与熔融的石蜡反应 - 这是令人难以置信的4D打印过程的秘密成分。
在此过程中，黄丽美研究员首先在两片玻璃之间放置几滴光固化树脂，然后再使用投影仪对其进行照明。基于一组复杂的机械计算，这种轻型“雕刻”是通过灰度变化实现的。然后材料在几秒钟内就从液体变成了固体，这就像看着很短的微片。但是，现在还有更多的是在眼中看到：两片玻璃之间的树脂的每个像素都在分子水平上被改变，为DLP 3D打印机大多数用户永远不会目睹的后续转型打下基础。
在投影机的光线下精确的“晒日光浴”之后，黄采用树脂填充的玻璃面板，显示出树脂已经变得平坦。然后将该膜置于凝胶状熔融石蜡中，其中魔法开始发生。由于每个像素的分子结构不同，每个像素“吸入”的石蜡量不同。通过平膜的这种分化使得当石蜡被吸收时，整块材料开始缓慢地扭曲。在不到三分钟的时间内，2D膜已经转变成了一种金丝雀的3D复制品。
根据谢教授的说法，不同的可光固化材料可以以不同的方式组合，因为某些材料可以用于形成不同的形状。教授还认为，4D打印过程可以在某些领域取代现有的3D打印技术。 谢教授说：“它的最大优势在于速度。 “制作多维材料的整个过程大约是3D打印相同材料所需的时间的十分之一。”
据中国工程师介绍，研究人员可以通过选择合适的材料和工艺，将3D印刷物体轻松地转换为四维形状，随着时间的推移而改变形状，采用也被称为快速多维制造的技术。 谢教授认为，集团的研究将提醒人们，逐层打印不是获得多维结构的唯一途径。
虽然马蹄莲和百合花的4D打印是视觉上令人印象深刻的,这个过程也可以有更多的实际应用:谢,研究人员认为,4D打印过程可以用来治疗眼睛近视和远视等问题,与一个技术类似于flower-making用来改变眼睛的曲率,返回到正常状态。然而，这种4D打印的应用在未来一段时间内还没有准备好使用。
DLP 4D打印也可以用来制作珠宝。例如，4D打印的calla lily模型可以用作模具，然后用液态金属倒入模具中制造铸件。一旦液态金属冷却，珠宝商就会留下一个金属的马蹄莲。解振华声称，超快的多维度制造方法可用于改善珠宝商的失蜡过程，大大提高了珠宝生产的效率。
cr. 3ders
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