速度堪比掃描儀的超快速3D打印設備

2022年1樂26日，南極熊獲悉,，丹麥技術大學 (DTU) 開發(fā)了一種全新的結合CT 掃描儀的原理的 3D 打印機,，該設備可以在極短的時間內打印出設計的結構體。3D打印機使用反向CT的掃描原理,。DTU 化學助理教授楊毅解釋道：“我們的打印機將在計算機斷層掃描圖像的交叉處構建一個物理對象,，這項技術使我們能夠構建嵌入不同屬性和材料過渡的 3D 結構”,。

△Yi Yang 超快3D打印設計者

三維圖像

CT 掃描提供生物組織的三維圖像，例如,，通過從 X 射線二維投影中重構三位體，這些成象設備圍繞患者旋轉并顯示不同的組織類型,。新的 3D 打印機將通過讓光線照射到一個旋轉的物體上來打印設計結構,，它將根據(jù)由二維圖像組成的三維圖像來塑造對象。該跨學科項目的第一個成果最近在Nature Communications上公開發(fā)布 ,。最近,，Yi Yang 獲得了 200 萬丹麥克朗的 Villum Experiment 資助，用于資助一名博士后和一名技術人員推進該項目,。

△ 醫(yī)學CT影像數(shù)據(jù)以及重建結果

從三個維度平面進行打印

盡管當前的 3D 打印機以 3D 形式生產(chǎn)物體,，但實際打印是在較低維度上進行的。這種材料（例如塑料樹脂）會逐層或逐點固化,，并在印刷板上從下到上打印物體,。但是，Yi Yang 解釋說,，新的 3D 打印機實際上會在三個維度上打印,。“我們使用一種稱為層析缸光聚合 (TVP) 的方法,，它允許我們同時打印 3D 對象中的所有點,。可以想象一個裝有液體聚合物的艙室,，通過將墨水暴露在特定波長的光下,，由 3D 圖像確定并構建為 CT 掃描，原材料會固化微所需形狀的對象,�,！盰i Yang還解釋說：“我們可以根據(jù)我們的計算機模型，通過控制光源傳遞的不同波長來改變 3D 對象的柔和度,，”到目前為止,，該打印機已經(jīng)成功地使用功能分級材料打印了各種復雜的幾何形狀。

△在短短數(shù)十秒內即可通過三維切片數(shù)據(jù)打印空間對象

3D打印器官

3D打印的潛力為各種物品的商業(yè)生產(chǎn)開辟了一個新天地,，但是,，目前的打印方法無法簡單的調整固定結構的柔度，同時打印一般是需要較長的時間,。Yi Yang 的新的打印思路可以很好的解決以上問題,。這些缺陷的改進讓3D打印類器官芯片變的更加可行，同時也為未來打印人造血管提供了便捷的方法,。Yi Yang 說“我們的 3D 打印的詳細程度和靈活性非常優(yōu)秀,，以至于該技術可用于使用生物聚合物作為“墨水”來生產(chǎn)完全血管化的結構,。這項技術可能復制血管、毛細血管和肌肉的柔軟性和獨特的結構,。雖然還有很長的路要走,，但希望打印機能讓我們更接近目標”。

前所未有的打印速度

雖然該打印思路還有待優(yōu)化,，但它已經(jīng)具有可以徹底改變 3D 打印的潛力,。通常，3D 打印的速度取決于物體的復雜程度和體素的數(shù)量,。從三維方向進行打印將從維度上大大縮小打印時間,。由于新型 3D 打印機使用倒置 CT 圖像作為模板，并用光線改變聚合物材料,，而不是逐點打印,，因此幾乎可以立即生成物體�,！霸瓌t上,，這項技術允許人們發(fā)送一個物體的 CT 掃描并直接打印。只需片刻,，它就會在現(xiàn)實生活中創(chuàng)造出一個柔軟的物體”Yi Yang 助理教授說,。