声波打印,3D打印后的下一个发展趋势?

哈佛大学宣布,他们的研究人员已经开发出一种利用声音打印物体的方法。这种名为“声波打印”的方法“可以制造许多新的生物制药、化妆品和食品,并扩大光学和导电材料的可能性”。

借助液体,如油墨,打印机已经成为一种生活必需品,这要归功于喷墨印刷工艺。但如果你想打印活细胞或其他生物材料呢?如果你想打印液态金属呢?在喷墨打印机中,当油墨变得粘稠时,打印机的喷嘴就会逐渐停止喷出油墨。但现在,尽管仍处于实验阶段,哈佛大学的科学家团队宣布,利用声波创造的声场可以从打印机的喷嘴中喷出粘性物质,如液态金属、蜂蜜甚至活细胞。

重力是液体滴落的原因,滴落的速度和频率取决于液体的粘度,也就是它的厚度和抗剪切和拉伸应力。例如,水的粘稠度远低于玉米糖浆,流体的粘性越高,重力作用下液滴滴落速度越慢。打印系统,如喷墨打印,是典型地使用滴液方法转移液体材料到介质,如纸。然而,一种材料越粘稠,就越难对其进行印刷操作。

“我们的目标是开发一种不依赖于流体材料特性的打印系统,消除流体粘性的影响。”哈佛大学材料科学与机械工程研究助理丹尼尔·弗雷斯蒂(Daniele Foresti)说。

这就是声音发挥作用的地方。

为了增强重力,弗雷斯蒂和他的同事们开始对声波对液体的压力进行实验。他们建造了一个“亚波长声波谐振器”,旨在产生严格控制的声场,有效地增加打印喷嘴的相对重力。据新闻稿称,研究人员能够产生“100倍于正常打印机喷嘴引力(1G)的拉力”,是太阳引力的4倍多。液滴的大小简单地由声波的振幅决定,振幅越高,液滴越小。

弗雷斯蒂说:“我们的想法是产生一种声场,从喷嘴上剥离微小水滴,就像从树上摘苹果一样。”

很多材料已经被用于测试这种新的印刷方法,包括蜂蜜,干细胞墨水,生物聚合物,光学树脂和液态金属。因为声波不会穿过材料,使用声波不会伤害材料本身,这对活细胞打印很重要。

哈佛大学的詹妮弗·刘易斯博士(Dr. Jennifer Lewis)说:“我们的技术应该对制药行业产生立竿见影的影响。但我们相信,这将成为多个行业的一个重要平台。”

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