Credit: CC0公共领域一种新的3D打印机将CT扫描仪的原理与材料的光模型相结合，在创纪录的时间内产生具有独特属性组合的物体。想象一下，只需按下“打印”，就能制作出一个阿尔伯特·爱因斯坦的半身像复制品，该半身像配有柔软的脸颊、坚实的前额，并包含大脑奇迹的物理复制品或者更令人印象深刻的是，人造心脏和真心脏一样坚硬。这只是丹麦技术大学(DTU)的研究人员正在努力利用一种新的基于光的3D打印技术实现的3D打印对象的几个例子。
根据多部门团队的领导，DTU化学的助理教授杨熠的说法，这台打印机利用了反向CT扫描的原理。
“我们的打印机将在计算机断层图像的相交处构建一个物理对象。该技术使我们能够构建嵌入不同属性和材质过渡的3D对象，”杨熠说。
计算机断层扫描通过重组从x光投影获得的大量二维图像中的信息来提供例如大脑的三维图像，x光投影围绕患者旋转并揭示不同的组织类型。另一方面，新的3D打印机将通过让光线照射到旋转的物体上来产生物理物体，并根据由二维图像组成的三维图像来塑造物体。
跨学科项目的第一批成果最近在《自然通讯》上公开发表。最近，杨熠获得了一笔2 MDKK的Villum实验赠款，将资助一名博士后和一名技术管理人员推进该项目。
在三个平面上打印
虽然当前的3D打印机以3D方式生成对象，但实际打印是在较低的维度上进行的。这种材料，例如塑料树脂，被一层一层或一点一点地固化，并在印刷板上从下往上印刷物体。然而，新的3D打印机实际上将打印三维，助理教授杨熠解释说，“我们使用一种称为断层增值税光聚合(TVP)的方法，它允许我们同时打印3D对象中的所有点。我们必须想象一个装有液体聚合物的盒子——一种在k .中的聚合物打印机。通过将墨水暴露在由3D图像确定的特定波长的光线下，并通过计算机断层扫描建立起来，墨水会变成所需形状的固体。”
可以调节弹性
与DTU机械工程学院的阿米努尔·伊斯拉姆副教授和DTU化学学院的克里斯托弗·阿尔姆达尔教授一起，助理教授杨熠正在为光敏聚合树脂的新配方开发合适的仪器类型，这对于利用依赖光的3D打印技术的巨大优势非常重要。
“通过控制光源发出的不同波长，我们可以根据计算机模型改变三维物体的柔软度，”杨熠说。
到目前为止，该打印机已经成功打印了各种具有功能梯度材料的复杂几何形状。
这位助理教授解释说，打印机的潜力远远延伸到各种商品的商业生产中。但是快速调整印刷品的柔软度和形状的独特可能性也意味着他看到了为需要新的功能性组织和器官的患者进行人工替代的血管化的潜力。
“我们的3D打印的细节和灵活性将有望如此广泛，以至于这项技术可以用来生产完全血管化的产品，使用生物聚合物作为‘墨水’。”这项技术可能能够复制血管、毛细血管和肌肉的柔软性和独特性。还有很长的路要走，但希望打印机能让我们更接近目标，”杨说。
空前的速度
虽然打印机的一些潜在优势存在于未来几年，但它已经具备了可以彻底改变3D打印的功能。
通常，3D打印的速度取决于对象的复杂性和体素的数量。体素是三维像素，可以描述为形成图像的所有小点，或者在体素的情况下，三维图形中的点。
然而，由于新的3D打印机使用倒置的CT图像作为模板，并简单地用光线改变聚合材料，而不是逐点打印，因此几乎可以立即产生物体。
“原则上，这项技术允许人们发送一个物体的CT扫描，然后按下‘打印’。”片刻之后，将会有一个现实生活中的柔软物体的副本，”杨总结道。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
