新式激光技术助力3D打印技术破难关

近年来，作为一项令人惊奇的科技被广泛应用于各大领域，其也被称为增材制造或快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印技术应用在哪里？

在模具制造和工业设计领域，3D打印技术可以快速地制造出复杂的三维模型，让设计师们能够更好地评估和测试他们的设计。这种方法不仅减少了生产成本，也缩短了产品上市的时间。在医学领域，3D打印技术更是大放异彩。医生们可以使用3D打印技术来制造出个性化的医疗设备，如定制的假肢或手术器械。此外，3D打印还可以制造出模仿人体组织的支架，帮助患者恢复受损的组织或器官的功能。在太空领域，3D打印技术也展现出了它的潜力。太空探索需要高强度、轻质且耐用的材料，而3D打印可以制造出具有复杂形状和结构的材料，满足这些严格的要求。例如，中国的长征五号B运载火箭就搭载了3D打印机，进行太空中的3D打印实验。

前不久，国外研究人员开发出一项全新的扫描技术以增强3D打印，其可以仅用一个过程，使用多种材料3D打印更为复杂的机械手，拥有骨骼、韧带和肌腱等细节刻画。这项全新的技术来自苏黎世联邦理工学院的研究团队和麻省理工学院衍生的增材制造初创公司Inkbit的工程师。

这项技术全称为视觉控制喷射（VCJ）的激光扫描技术，是一种使用激光和高帧率相机连续扫描打印表面的喷墨沉积工艺。其原理可以通过对比理解，首先从3D打印的工作原理上看，传统上的3D打印就是逐层创建物体后，立即在紫外灯下固化每一层，固化后就要进行表面不规则部分的修理，但这仅仅适用于快速固化的材料，如聚丙烯酸酯。这就意味着如果采用缓慢固化的聚合物就会在一定程度上延缓了修理过程，从而阻碍打印过程，这都是因为它需要更长的固化过程。但是缓慢固化聚合物更加坚固耐用，在生物医学产品方面是有着非常大的医学场景，类似植入物体或器官芯片等。因此，如何让缓慢固化的聚合物能够在一个过程内完成3D打印成为研究团队需要解决的问题。

全新的激光扫描技术很好地解决了这一问题，其能做到实时扫描打印层，在聚合物固化之前就可以检测出表面不规则的部分，相较于传统的接触式喷墨打印，无接触式的VCJ使用扫描数据校正每个连续层的平整度，无接触式的工艺让3D打印机能接纳更多种材料。因此，借助VCJ，不管是柔性、弹性，还是刚性的材料都可以进行3D打印。这一技术的实现，在研究和商业应用上都让3D打印更为方便。

随着科技的进步，近年来人工智能技术逐步得到发展，将AI、VR和元宇宙结合在一起，激光扫描技术助力3D打印技术的进步未来将会使数字创意成为现实，这意味着在AI的参与下，无论材料有多复杂，结合VCJ激光扫描技术，3D打印都可以完成，如此一来便能够更快更好的完成定制化和个性化的产品，而这一切只需要一个过程，省时、省力、省钱！

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