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工杨幂13分20秒完整版图科学生帮助联邦专家解决一个混乱的3D打印问题

技术工程 2021-11-06 21:53:43

Engineering student helps federal experts solve a messy 3D printing problem现在你看到了,现在你没有:使用粘性索引浴的断层打印。小瓶中的绿光是荧光——3D打印过程的副产品,可以方便地突出小瓶中的光路。学分:滑铁卢大学断层三维打印是一项革命性的技术,它利用光来创建三维物体。投影仪将光线射向装有可光固化树脂的旋转小瓶,几秒钟内小瓶内就形成了所需的形状。使用断层成像概念计算固化聚合物的特定3D区域所需的光投影。2019年,加州大学伯克利分校和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究人员首次展示了这项技术,2020年,洛桑联邦理工学院(EPFL)的一个瑞士小组首次展示了这项技术。它在图层上明显快于传统的3D打印,可以在现有对象周围打印,并且不需要支持结构。

尽管不可思议,但这项技术在实验室里可能会变得一团糟。小瓶的圆形形状使其像透镜一样折射光线。为了解决这个问题,专家们使用了一个矩形的折射率匹配池,为光线正确通过提供了一个平坦的表面。每次使用时,都必须将树脂瓶浸入浴缸中或从浴缸中取出,这就造成了一种黏糊糊的情况。

新的方程式和代码削减技术变得松散

它很粘,也就是说,直到滑铁卢大学的一名学生在2020年加入加拿大国家研究委员会(NRC)进行虚拟合作学期。Kayley Ting正在攻读生物医学工程应用科学(BASc)学士学位,曾与NRC数字技术与安全和颠覆性技术研究中心的机器视觉和3D打印专家合作。

他们一起开发了一种技术,通过计算校正光学失真。新的方程式弥补了小瓶的圆形,消除了对粘稠的方形浴槽的需求,同时仍然能够利用光几乎即时地产生精确的聚合物形状。

该团队还开发了新的代码来对打印机进行编程,以便它能够产生复杂的对象,并易于非专家使用。他们最近在开放存取的科学杂志《光学快报》上发表了他们的新方法和发现,并展示了他们制作的一些令人眼花缭乱的形状。

Engineering student helps federal experts solve a messy 3D printing problem Credit:滑铁卢大学虚拟合作学期带来真正的进步

由于新冠肺炎大流行的限制,凯丽不能进入渥太华的实验室,在那里物体被打印。但这并没有阻止她远距离创新。为了使用STL文件打印复杂的对象,凯莱编写了导入3D对象文件的代码,对其进行切片,并将2D切片转换为将照射在小瓶上的光投影。这一步需要大量的计算。

“虽然过去处理一个打印文件需要大约一个小时,但凯莱的代码版本通常不到一分钟就能执行,”来自Digital Technologies的研究官员、凯莱的主管Antony Orth说。

凯莉在自然资源保护委员会虚拟工作期间取得的进展将在未来得到实际应用。

“Kayley还制作了一个带有按钮和菜单的简单用户界面,使人们能够在不知道如何编码的情况下使用打印机。这对我们来说是一笔巨大的交易,因为它将使这项技术在核管制委员会和其他对断层3D打印感兴趣的人那里更加有用,”安全和颠覆性技术公司的研究官员尚塔尔·帕凯说。

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