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)常看到,。但是，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、大型龍門架活動(dòng)式FDM 3D打印,、星際之門火箭金屬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,，美國西北大學(xué)的研究人員宣布開發(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)大的競爭優(yōu)勢(shì),。

詳見《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://93item.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,， 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)域打開了大門,。 他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致一類革命性的液態(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)周圍環(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)挺簡單


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

△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射線管在患者周圍旋轉(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（一種合成樹脂）的圓柱形容器中,。當(dāng)投影儀通過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：“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,。”“如果光的總量超過一定數(shù)值,，液體就會(huì)變成固體,。”



△樹脂中的一種化學(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打印出來一個(gè)人像,。這速度要逆天啊,！比Carbon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。在打印過程中,，還涉及氧氣抑制,、光場干涉、3D空間和2D投影之間的轉(zhuǎn)換匹配等問題,。


△“容積3D打印技術(shù)”制作出來的其他物件

詳見 《Science》革命性高速“容積3D打印技術(shù)”,，被中國人質(zhì)疑抄襲自己專利http://93item.com/thread-132362-1-1.html


②大型龍門架活動(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100英尺,、寬22英尺、高10英尺的物體,，主要用于支持國防和基礎(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://93item.com/thread-136630-1-1.html

①星際之門火箭大型金屬3D打印


美國火箭行業(yè)新貴Relativity“相對(duì)論”太空公司Relativity聲稱，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,。 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開發(fā)了多種專為3D打印設(shè)計(jì)的專有合金，以滿足關(guān)鍵任務(wù)性能
  

詳見 《60天造全金屬3D打印火箭,，Relativity要顛覆SpaceX嗎,？》http://93item.com/thread-136648-1-1.html