3D打印技術的重大突破之“多元材料的任意分布同時打印”技術

2013年12月17日,，獲悉由獨立研究員李暢教授領導的研發(fā)團隊歷經(jīng)六年時間在經(jīng)歷了千百次實驗失敗后終于在3D打印技術上取得了重大突破，一舉研發(fā)出被世界3D打印界稱為3D打印終極核心技術的“多元材料的任意分布同時打印”技術,，從而開啟了人類控制物體內(nèi)部構(gòu)成的時代,。
     3D打印是上世紀80年代提出的一種立體制造的先進技術－逐層增材制造。但是到目前為止,，3D打印只能實現(xiàn)對物體表面形狀的控制，而不能實現(xiàn)對物體內(nèi)部構(gòu)成的控制,。而對物體內(nèi)部構(gòu)成的控制遠比物體表面形狀的控制重要得多,。因此，如果3D打印技術不能實現(xiàn)對物體內(nèi)部構(gòu)成的控制，其意義最多也是對傳統(tǒng)制造技術的一種補充,，絕不可能帶來制造業(yè)的革命,。
    控制物體內(nèi)部構(gòu)成的途徑早有定論，就是被稱為3d打印終極核心技術的“多元材料的任意分布同時打印”技術,。令人遺憾的是,，盡管很多人加入到了“多元材料的任意分布同時打印”的研發(fā)行列，但幾乎沒有任何進展,。
     正當人們對 “多元材料的任意分布同時打印”技術的研發(fā)前景甚至對3D打印的發(fā)展前景投去懷疑的目光時,，李暢教授領導的研發(fā)團隊已經(jīng)在這方面取得了重大突破，獨立開發(fā)出了“多元材料的任意分布同時打印”技術,。這項技術的出現(xiàn)標志著人類已經(jīng)可以實現(xiàn)對物體內(nèi)部構(gòu)成的控制,。
     李教授介紹說，自3D打印出現(xiàn)以來,，逐層（逐點）加工被認為是實現(xiàn)3D打印的唯一可行的途徑,，因此，所有的3D打印技術都毫無例外地采用了這個途徑,。但是這種方法存在致命缺點,，就是打印速度和打印精度互相被綁架，出現(xiàn)了被稱為“3D打印悖論”的現(xiàn)象,若提高精度必然導致速度的降低,；反之,，若提高速度必然導致精度的下降,這意味著3D打印繼續(xù)走逐層（逐點）加工之路是一條死胡同。而我們另辟蹊徑,，拋棄已有3D打印技術的逐層（逐點）加工的固有思路,，創(chuàng)立了一種多種材料的整體控制技術，來解決“多元材料的任意分布同時打印”問題,。
    李教授介紹說,，“多元材料的任意分布同時打印”技術成果還同時解決了原有3D打印技術固有的，被認為幾乎不可能解決的幾個重大缺陷,，如：
    打印精度和打印速度的瓶頸問題
  “多元材料的任意分布同時打印”技術的打印精度可達到0.001mm,，而且在此精度的條件下，無論單層切片面積多大,，其加工時間不超過一分鐘,，這個打印速度與原有的3D打印速度相比是天壤之別。
    打印材料問題
    目前所有3D打印設備對打印材料的要求是非常嚴格的,，它甚至是3D打印不能迅速普及以及不能規(guī)�,；�生產(chǎn)的主要障礙。而“多元材料的任意分布同時打印”技術對材料幾乎沒有任何特殊要求,，只要是粒度相差不大的粉體即可,，這就完全解決了3d打印的材料問題,。
    批量化生產(chǎn)問題
    既然“多元材料的任意分布同時打印”在打印材料和打印速度問題上得到完全解決，批量化生產(chǎn)問題自然迎刃而解了,，甚至可以說,，像集成電路這樣的微加工領域里的大批量規(guī)模生產(chǎn)，其加工成本遠遠低于傳統(tǒng)加工方式,。
    彩色打印問題
    現(xiàn)有所謂的彩色3D打印是通過粘接劑（不是打印材料本身）的顏色來實現(xiàn)的,，因此它不是嚴格意義上的彩色3D打印，而“多元材料的任意分布同時打印”技術是通過直接控制材料本身的顏色的方法進行打印,，實現(xiàn)了真正意義上的彩色3D打印,。
    由此我們看出，李暢教授領導的研發(fā)團隊的研發(fā)成果不僅解決了“多元材料任意分布同時打印”這個3D打印終極核心技術,，而且解決了3D打印的打印速度,、打印精度、打印材料,、批量生產(chǎn),、彩色打印等一系列問題，從而實現(xiàn)了3D打印技術的革命性突破,。
    李教授介紹說,，“多元材料的任意分布同時打印”技術即將在制造業(yè)掀起3D風暴，首當其沖的是材料行業(yè),，如多材料復合,、新材料合成，甚至會出現(xiàn)彩色金屬,、彩色陶瓷等以前聞所未聞的新材料,。需要指出的是，“多元材料的任意分布同時打印”技術引發(fā)的,，以表面裝飾與實體材料的完全統(tǒng)一為標志的裝飾材料革命已經(jīng)開始,，如人造大理石、人造裝飾板等行業(yè),。以陶瓷為例,，原有陶瓷采用的是表面裝飾，其紋理或圖案是表面上的一種“假面具”,，如噴繪瓷磚,，陶瓷畫。若利用“多元材料的任意分布同時打印”技術可以生產(chǎn)這樣的陶瓷,，它具有我們可以設計的任意彩色紋理或圖像,，而這個紋理和圖像不僅僅是表面的紋理或圖像，而是貫穿于陶瓷整體的“真影像”,。因此,，帶有“假面具”的陶瓷產(chǎn)品被帶有“真影像”的3D陶瓷替代是必然的趨勢,�,？梢哉f噴繪瓷磚,，陶瓷畫等傳統(tǒng)陶瓷被3D瓷磚，3D陶瓷畫取代已經(jīng)指日可待了,。
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彩色瓷磚樣品
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彩色瓷磚樣品側(cè)面
    毋庸置疑,，這項技術的出現(xiàn)表明中國在3D打印技術方面已經(jīng)走在了世界的最前面，處在絕對領先地位,，它將使中國在制造業(yè)革命中脫穎而出,，傲視群雄。
    據(jù)悉,，這項研究成果已經(jīng)在中國申報了發(fā)明專利并已被受理,。目前已經(jīng)有國際跨國公司提出合作要求，但是李教授表示希望這項研究成果首先在國內(nèi)實施,。
    我們期待李教授的這項技術成果能夠在中國大地上開花結(jié)果,，為實現(xiàn)“中國夢”做出應有的貢獻。
    世界著名3D打印權威胡迪·利普森在他的新著“3D打�,。簭南胂蟮浆F(xiàn)實”中是這樣描述3D打印技術的現(xiàn)狀,，“人類史無前例地實現(xiàn)了對物體形狀的掌握”這只是第一階段目標，而第二階段—控制物體的構(gòu)成,，“即不僅僅是塑造外部幾何形態(tài),，而是以前所未有的逼真度塑造出新的超材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)則剛剛啟幕”。李暢教授團隊超前的實現(xiàn)了第二階段的目標,。這項研發(fā)成果對第三次工業(yè)革命帶來的影響是不可估量的,。

后來一月在威海研制出第一臺樣機，說是幾個月內(nèi)量產(chǎn),，但到現(xiàn)在都沒消息,，未免太低調(diào)了。