如果樹脂3D打印能完全消除支撐結構，使制造變得更簡單，會怎樣？這是廈門大學和加州大學伯克利分校研究人員所探討的問題。他們共同開發(fā)了一種無需額外支撐結構即可從熱固性材料制造零件的新方法。他們的方法結合了直墨書寫和激光固化系統(tǒng)。他們打印了幾個測試件來演示這項技術，零件能夠獨立站立。接下來的問題是，這些產(chǎn)品是否能隨著時間保持同樣的耐用性。

雖然許多用戶欣賞樹脂3D打印的精準度，但它仍存在挑戰(zhàn)，包括過長的后期處理時間，可能拖慢整個工作流程。支撐必須拆除，部件必須清洗，必要時再固化。一些制造商正在努力減少這些步驟，但這在市場上仍不常見，仍有改進空間。此外，生成這些支撐并不總是簡單，因為材料性質(zhì)使得固化前難以維持結構穩(wěn)定性。這正是新研究提出一個有前景的替代方案的地方。

該研究的主要合著者吳德志解釋道：“熱固性材料（如硅膠）廣泛應用于工程和基礎設施領域。然而，他們的3D打印工藝存在較長的固化時間，并且支撐結構在形成獨立結構前容易下垂和坍塌，因此會更復雜。我們實驗室的激光制造工具被用來直接打印熱固性墨水材料，從而瞬間固化油墨。”

研究人員依賴一種激光，能夠在材料從注射器中取出的瞬間將其凝固。這種方法加快了打印過程，因為樹脂可以立即固化，無需浸泡在樹脂槽中或將液滴投射到打印平臺上。這也消除了支撐結構的需求，因為團隊可以“在空中”直接打印。

研究人員強調(diào)的另一個優(yōu)點是，該工藝允許對材料的機械和電氣性能進行編程。吳德志解釋道：“打印的3D結構的屬性是可編程的。例如，局部機械剛性和電導率可以通過印刷參數(shù)調(diào)整，使不同區(qū)域變得更軟或更剛，導電率可以高也可以低。”

團隊3D打印了多種結構，以展示其技術潛力，包括軟傳感器、可伸縮電子元件和磁性機器人。

吳德志總結道：“我們現(xiàn)在計劃構建一個強大的3D打印平臺，用于構建軟功能器件的構建。”吳德志補充道。“我們還將擴展可打印墨水工具箱，并研究適用于工業(yè)應用的最佳印刷參數(shù)，如柔性電子器件、器官芯片等。”在這些進展到來之前，你可以在這里找到這份研究。

所有圖片來源：自然電子 / 廈門大學

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