新技术用声波建内部结构 打印体内植入物省却开刀

[星岛综合报道] 3D打印通常涉及沉积熔化的塑料层、激光熔化金属粉末,或使用紫外线来硬化胶状树脂。然而,一项新技术采取了另一种方法——声波。

该技术由加拿大Concordia University的一个科学家团队开发,被称为“直接声音打印”(DSP, direct sound printing)。

在该技术的当前版本中,一个换能器(transducer)被用来发送聚焦的超声波脉冲,穿过一个腔室的两侧,进入其中的液体聚二甲基硅氧烷(PDMS)树脂。这样做会产生超声波场,导致快速振荡的微观气泡在树脂的特定位置暂时形成。

随着这些气泡的振荡,它们内部的温度上升到约14,727 ºF26,540 ºF,内部压力攀升到超过1,000巴(14,504 psi)。尽管这种温度和压力的突然增加只持续了皮秒(万亿分之一秒),但它使树脂在气泡的确切位置凝固。

因此,通过沿着预定的路径逐步移动换能器,有可能建立起一个复杂的三维物体,一次一个小像素。除了能够生产非常小而详细的物品,DSP还允许在其他具有不透明表面的结构内以非侵入性方式打印结构。

例如,利用这种技术,飞机机械师可以想象在不打开飞机机身的情况下,在内部部件上进行3D打印维修。甚至有可能在病人体内3D打印出植入物,而不需要进行手术。

除了PDMS树脂,科学家们还成功地使用DSP打印了陶瓷材料制成的物体。他们现在计划对聚合物-金属复合材料进行实验,然后是纯金属。

“超声波频率已经被用于破坏性程序,如激光消融组织和肿瘤。我们想用它们来创造一些东西”,Muthukumaran Packirisamy教授说,他与Mohsen Habibi博士和博士生Shervin Foroughi一起领导了这项研究。

图片:Concordia University

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