一滴树脂打印一颗牙
一滴树脂打印一颗牙
在最先进的3D打印中，一滴树脂滴在被称为“固化界面”的透明板上，筹备好接管已输入好设计参数的紫外光。跟着紫外光的投影，树脂一层一层酿成固态，一颗牙齿逐渐在成型平台下显现，平滑、皎洁。
一滴成型的3D牙齿（课题组提供视频截图）
中国科学院化学研究所研究员宋延林和副研究员吴磊配合完成了这一令人赞叹的3D打印，他们提出单墨滴3D打印计策，通过引入可退浸润的“三相打仗线”，显著提高了3D打印的精度和不变性，实现一滴成型。日前，这项研究在《自然-通讯》（Nature Communications）上颁发。论文第一作者为博士生张虞。
论文截图
神奇的“三相打仗线”
作为3D打印规模的前沿技能，单墨滴3D打印的实现仍需打破很多科学问题。“在对树脂这一类光固化质料举办3D打印时，我们发明其外貌往往不仅滑。”宋延林汇报《中国科学报》，液体树脂不只会在固化布局的外貌残留，还会发生凸起可能台阶布局。
他教育研究人员从光固化界面的科学问题入手，实验破解这一困难。“三相打仗线（TCL）”是一个焦点观念，指的是滴上液滴的固化界面、液体树脂及氛围的固-液-气三相的打仗线，与浸润、黏赞同润滑等现象细密相关。而实现单墨滴3D打印的要害是三相打仗线的可控回缩。
2018年，受猪笼草外貌被束缚的液体可以低落对物质的粘附的开导，他们操作超润滑界面来淘汰固态树脂与固化界面之间的粘附，使液滴打仗这类外貌时很容易滑移。
在最新的这项研究中，他们进一步对氟化石英、超双疏和超润滑等三种固化界面与液体树脂、固态树脂之间的粘附纪律举办总结。最后发明，只有液体树脂与固态树脂的粘附力大于固化界面与液体树脂的粘附力，同时后者还要大于固化界面与固态树脂粘附力时，才气实现单墨滴3D打印。
光固化界面临单墨滴3D打印的影响（课题组供图）
精准打印不挥霍墨滴
基于光固化的持续3D打印技能已成为结构3D布局最有前途的要领之一，可是其精度和质料操作率在持续快速打印进程中受到限制。而且在高速打印时，树脂紫外固化进程的放热会让打印进程变得不不变，导致树脂残留，低落3D打印的判别率。
最新颁发的论文中，单墨滴3D打印技能可以或许降服这一问题，实现精准的按需打印。尝试中，研究人员利用三个单独的树脂液滴乐成实现了臼齿、门齿以及犬齿的打印，证实新要领具有布局可控性。
吴磊向《中国科学报》先容：“我们看到，单墨滴可完全转化为所设计的牙齿布局，而且具有边沿完整性。”
精准打印带来的另一个长处则是质料操作率的提高。尝试中，在打印24毫米长的圆柱形网格布局时，液态树脂操作率达99.6%，仅有0.4%的液态树脂残留。这远高于传统光固化持续3D打印技能50%阁下的操作率。
在业内专家看来，这项研究实现了最高质料操作率的高精度3D打印。
单墨滴3D打印牙齿布局（课题组供图）
应用前景可期
