研究人员称全息3D打印有可能彻底改变多个行业

康考迪亚大学的研究人员开发出了一种利用声全息图的新型3D打印方法。他们表示，这种方法比现有方法更快，而且能够制造更复杂的物体。

《自然通讯》杂志最近的一篇文章描述了这一称为全息直接声音打印(HDSP的工艺。它以2022年推出的一种方法为基础，该方法描述了微观空化区域(微小气泡中的声化学反应如何在万亿分之一秒内产生极高的温度和压力，从而将树脂硬化成复杂的图案。

现在，通过将这项技术嵌入包含特定设计的横截面图像的声全息图中，聚合过程将更快。它可以同时创建对象，而不是逐个像素地创建对象。

为了保持所需图像的保真度，全息图在打印材料中保持静止。打印平台连接到机械臂上，机械臂根据预先编程的算法设计的图案移动它，形成完整的物体。

机械、工业和航空航天工程系教授MuthukumaranPackirisamy领导了该项目。他认为，这可以将打印速度提高20倍，同时消耗更少的能源。

“我们还可以在操作过程中改变图像，”他说。“我们可以改变形状，组合多种动作，改变打印的材料。如果我们优化参数以获得所需的结构，我们可以通过控制进给率来制作复杂的结构。”

技术飞跃

研究人员表示，声全息图的精确控制使其能够在一张全息图中存储多幅图像的信息。这意味着可以在同一打印空间的不同位置同时打印多个物体。

因此，声全息技术将成为众多领域创新的起点：它可用于创建复杂的组织结构、局部药物和细胞输送系统以及先进的组织工程。实际应用包括创建新型皮肤移植物，以增强愈合能力，并改善药物输送，用于需要在特定部位使用特定治疗剂的疗法。

他补充说，由于声波可以穿透不透明表面，HSDP可用于在体内或固体材料后面进行打印。这有助于修复受损的器官或位于飞机深处的精密部件。

研究人员认为，HDSP有潜力成为一种颠覆性技术。他将其与基于光的3D打印技术的发展进行了比较，从立体光刻技术(使用激光将单点树脂硬化为固体物体发展到数字光处理技术(同时固化整个树脂层。

“你可以想象一下各种可能性，”他说。“我们可以在不透明物体后面、墙壁后面、管子里或身体里打印。我们已经使用的技术和设备已经获准用于医疗应用。”