視頻：7款牛X的3D打印機(jī)，每一款都可能改變世界

在南極熊的3D打印報(bào)道內(nèi)容中，普通的FDM、SLA、DLP、SLM等技術(shù)的3D打印可以經(jīng)�？吹健５�是，有一些新的高技術(shù)的3D打印機(jī)，目前還比較少信息出現(xiàn)。南極熊希望，通過(guò)本視頻，讀者可以初步高速大尺寸光固化3D打印、大型建筑3D打印、磁性流3D打印、微納級(jí)3D打印、容積3D打印、大型龍門(mén)架活動(dòng)式FDM 3D打印、星際之門(mén)火箭金屬3D打印 等7項(xiàng)高新技術(shù)。


△視頻：7款與眾不同的高技術(shù)3D打印機(jī)https://v.qq.com/x/page/r303238fl8f.html


視頻里所提到的3D打印技術(shù)，南極熊均有詳細(xì)報(bào)道：

⑦高速大尺寸光固化3D打印HARP


2019年10月17日，美國(guó)西北大學(xué)的研究人員宣布開(kāi)發(fā)出一種大尺寸的高速3D打印機(jī)，可以在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)打印出一個(gè)成年人大小的物體。這項(xiàng)新技術(shù)被稱(chēng)為HARP (high-area rapid printing高速大尺寸3D打�。�，可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的生產(chǎn)效率，并且是個(gè)性化生產(chǎn)。在過(guò)去的30年中，3D打印領(lǐng)域的大多數(shù)努力都旨在突破傳統(tǒng)技術(shù)的極限。通常是追求更大零件，但是會(huì)降低速度、產(chǎn)量和分辨率。有了HARP技術(shù)，就不需要考慮這些問(wèn)題，不但可以實(shí)現(xiàn)高分辨率，還可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)能，對(duì)傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)產(chǎn)生強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

詳見(jiàn)《高速大尺寸光固化3D打印技術(shù)登上《Science》，HARP會(huì)超越Carbon3D嗎？》http://www.lhkhtyz.com/thread-136768-1-1.html

⑥大型建筑3D打印

俄羅斯AMT-SPETSAVIA集團(tuán)2018年8月宣布建造世界上最大的3D建筑打印機(jī)。這部打印機(jī)名為S-500，建筑的長(zhǎng)寬高分別為11.5米、11米、15米，能夠打印六層高的建筑。AMT-SPETSAVIA集團(tuán)宣稱(chēng)， S-500的打印高度可擴(kuò)展到80米，若研發(fā)成功，以每層樓層高3米計(jì)算，S-500將能夠打印出一幢26層高的建筑。該集團(tuán)同時(shí)宣布推出S-300，其打印的建筑物長(zhǎng)寬高分別為11.5米、11.米、5.4米，相當(dāng)于在一塊120平方米土地上建兩層建筑，機(jī)器可以每小時(shí)2.5立方米的混凝土的速度打印。
⑤磁性流3D打印


伯克利大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家已經(jīng)制造出一種磁性液體的新材料，為磁性軟物質(zhì)的科學(xué)新領(lǐng)域打開(kāi)了大門(mén)。 他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致一類(lèi)革命性的液態(tài)3D打印設(shè)備，可用于各種用途，從提供靶向癌癥療法的人造細(xì)胞到可以改變形狀以適應(yīng)周?chē)�環(huán)境的柔性液體機(jī)器人。
水中分散著帶負(fù)電的磁性納米粒子（Fe3O4-COOH，直徑約22納米，只有頭發(fā)絲的萬(wàn)分之一粗細(xì)），而油相溶解能夠游離到界面處質(zhì)子化帶上正電的聚合物（POSS-NH2），二者在水油界面相互吸引，原位形成磁性納米粒子表面活性劑，牢牢吸附在界面，降低界面張力。相對(duì)于小分子表面活性劑，這種幾十個(gè)納米大小的活性劑可以牢牢貼附在界面上，形成二維納米粒子層，飽和之后互相擠壓無(wú)法繼續(xù)在界面上自由移動(dòng)，引發(fā)界面阻塞相變，一方面降低了界面張力，一方面可以支撐起一個(gè)個(gè)任意形狀的液滴穩(wěn)定存在。這些只有1微升大小的液滴，里面擠滿了十億多個(gè)磁性納米粒子，一旦它們?cè)诮缑嫣幮纬勺枞�相變，將直接引起液滴從順磁性轉(zhuǎn)變成鐵磁性，也就會(huì)變成液態(tài)磁鐵。所以，通過(guò)控制納米粒子在界面的吸附和解吸附，便可以很好地控制液滴磁極的形成和消失。

④微納級(jí)3D打印


總部位于以色列的精密增材制造技術(shù)開(kāi)發(fā)商N(yùn)anofabrica推出微納級(jí)分辨率3D打印技術(shù)。關(guān)鍵的3D打印平臺(tái)開(kāi)發(fā)商一直在努力實(shí)現(xiàn)50微米以下的分辨率，但少數(shù)微制造3D打印技術(shù)要么在機(jī)器和單件成本方面非常昂貴，要么非常慢，要么具有嚴(yán)格的尺寸限制。Nanofabrica的專(zhuān)利工藝基于數(shù)字光處理（DLP），與自適應(yīng)光學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的微米級(jí)分辨率。與一系列傳感器相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)閉合反饋回路。Nanofabrica的3D打印平臺(tái)將自適應(yīng)光學(xué)與半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)相結(jié)合。通過(guò)在半導(dǎo)體和3D打印交叉點(diǎn)工作，Nanofabrica能夠構(gòu)建具有復(fù)雜微細(xì)節(jié)的大“宏觀”部件。通過(guò)引入多分辨率策略，它比其他微型3D打印平臺(tái)快100倍；需要精細(xì)細(xì)節(jié)的部件打印速度相對(duì)較慢，但在對(duì)非精細(xì)細(xì)節(jié)的部分區(qū)域，部件的打印速度要快10到100倍。

③容積3D打印

2019年2月，全球頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》上刊登了一篇革命性“容積3D打印技術(shù)”文章（Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction.PDF），光照幾十秒即可打印出一個(gè)完整的人像。
技術(shù)原理其實(shí)挺簡(jiǎn)單


△先在一個(gè)杯子里裝上光敏樹(shù)脂液態(tài)材料，使用DLP光源進(jìn)行體曝光，轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)杯子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在指定的位置把樹(shù)脂固化。

△工作原理就像反向計(jì)算機(jī)斷層（CT）掃描一樣，在CT機(jī)中，X射線管在患者周?chē)�旋轉(zhuǎn)，拍攝人體內(nèi)部器官的照片。然后，計(jì)算機(jī)再利用這些投影重構(gòu)出一幅3D畫(huà)面。在計(jì)算機(jī)模擬一個(gè)3D物體的情況下，研究人員從多個(gè)不同角度計(jì)算出物體的形狀，然后將由此產(chǎn)生的2D圖像輸入一臺(tái)普通的幻燈片投影儀。投影儀將圖像投射到一個(gè)裝著丙烯酸酯（一種合成樹(shù)脂）的圓柱形容器中。當(dāng)投影儀通過(guò)全方位覆蓋的圖像旋轉(zhuǎn)時(shí)，容器也以相應(yīng)的角度旋轉(zhuǎn)。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的電氣工程師泰勒說(shuō)：“當(dāng)圓柱體旋轉(zhuǎn)時(shí)，任何接收到光量的位置都可以單獨(dú)控制�！薄叭绻�光的總量超過(guò)一定數(shù)值，液體就會(huì)變成固體�！�



△樹(shù)脂中的一種化學(xué)物質(zhì)會(huì)吸收光子，而當(dāng)吸收的光子達(dá)到一定的門(mén)檻時(shí)，丙烯酸酯就會(huì)聚合，形成固體塑料。剩下的液體隨后被移除，留下的就是固態(tài)的3D物體。幾十秒后，杯子中便3D打印出來(lái)一個(gè)人像。這速度要逆天�。”菴arbon的CLIP連續(xù)液面打印技術(shù)，還要快很多，杯子旋轉(zhuǎn)，即可打印出來(lái)物體。



△“容積3D打印技術(shù)”核心思路

△核心數(shù)學(xué)公式
這個(gè)系統(tǒng)的核心就是CAL算法，想要真正完成打印并不容易。首先得進(jìn)行三維模型的重建，包括2D的傅里葉變換。然后還得針對(duì)光敏液體的劑量進(jìn)行優(yōu)化等等。在打印過(guò)程中，還涉及氧氣抑制、光場(chǎng)干涉、3D空間和2D投影之間的轉(zhuǎn)換匹配等問(wèn)題。


△“容積3D打印技術(shù)”制作出來(lái)的其他物件

詳見(jiàn) 《Science》革命性高速“容積3D打印技術(shù)”，被中國(guó)人質(zhì)疑抄襲自己專(zhuān)利http://www.lhkhtyz.com/thread-132362-1-1.html


②大型龍門(mén)架活動(dòng)式FDM 3D打印


△大型的聚合物3D打印機(jī)和3D打印船


2019年10月，緬因大學(xué)（UMaine）高級(jí)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料中心獲得了三項(xiàng)吉尼斯世界紀(jì)錄，分別是：
①全球最大的原型聚合物3D打印機(jī)
②最大的實(shí)體3D打印物體
③最大的3D打印船


這款3D打印機(jī)可以制造出長(zhǎng)100英尺、寬22英尺、高10英尺的物體，主要用于支持國(guó)防和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新。 據(jù)悉，這套系統(tǒng)由Ingersoll機(jī)床公司開(kāi)發(fā)，并使用這臺(tái)機(jī)器制造出一艘25英尺（7.62米），重達(dá)5000磅的3D打印船，并命名為3Dirigo。

詳情請(qǐng)看《緬因大學(xué)超大3D打印船和聚合物3D打印機(jī)，獲吉尼斯世界紀(jì)錄》http://www.lhkhtyz.com/thread-136630-1-1.html

①星際之門(mén)火箭大型金屬3D打印


美國(guó)火箭行業(yè)新貴Relativity“相對(duì)論”太空公司Relativity聲稱(chēng)，在數(shù)年之內(nèi)，Stargate工廠將可以在60天內(nèi)打印出世界上第一枚全3D打印火箭Terran。 Stargate的專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全新的價(jià)值鏈和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。Stargate工廠整合了世界上最大的金屬3D打印機(jī)和AI驅(qū)動(dòng)的控件，不斷優(yōu)化生產(chǎn)，從而大大提高了質(zhì)量和時(shí)間，降低了成本，并可以實(shí)現(xiàn)制造以前不可能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。自己即可打印火箭95%的部件,其余僅5%的電纜、芯片或橡膠部件外購(gòu)。 Stargate工廠可以提高改善Terran 1火箭的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，質(zhì)量和速度的能力，優(yōu)勢(shì)包括：

• 零固定工具，減少零件數(shù)量
• 更快的設(shè)計(jì)迭代和零件優(yōu)化
• 實(shí)時(shí)質(zhì)量控制和零件檢查，在3D打印期間和之后檢查零件，以確保它們符合最高的均勻度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
• 傳感器和分析驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)
• Relativity開(kāi)發(fā)了多種專(zhuān)為3D打印設(shè)計(jì)的專(zhuān)有合金，以滿足關(guān)鍵任務(wù)性能
  

詳見(jiàn) 《60天造全金屬3D打印火箭，Relativity要顛覆SpaceX嗎？》http://www.lhkhtyz.com/thread-136648-1-1.html