| 2022年5月31日 |
直接聲音打印是3D打印中潛在的遊戲改變者（w/video） |
| （（Nanowerk新聞）當前正在使用的大多數3D打印方法都取決於照片（光）或熱（熱）激活反應以實現聚合物的精確操作。使用Soundwaves生產新對象的新平台技術稱為Direct Sound Printing（DSP），可能會提供第三種選擇。 |
| 該過程在發表的論文中描述自然通訊（（“直接聲音打印”）。它顯示了如何使用聚焦的超聲波來在微小的氣蝕區（基本上是微小的氣泡）中產生聲化反應。極端的溫度和壓力持續數萬億分之一可以產生預先設計的複雜幾何形狀，而現有技術無法製成。 |
| “超聲波頻率已經被用於破壞性程序，例如激光消融組織和腫瘤。我們想利用它們來創造一些東西。”吉娜·科迪工程和計算機科學學院機械，工業和航空工程係的教授兼康科迪亞研究主席Muthukumaran Packirisamy說。他是論文的通訊作者。 |
| Concordia Optical-Bio Microsystems Lab的研究助理Mohsen Habibi是該論文的主要作者。他的實驗室同事和博士生Shervin Foroughi和前碩士學生Vahid Karamzadeh是合著者。 |
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| 理想的DSP技術用於無創內部印刷的理想DSP技術的概念。（©自然通訊） |
超抑製反應 |
| 正如研究人員所解釋的那樣，DSP依賴於懸浮在液體聚合物溶液中的微小氣泡內部的波動壓力所產生的化學反應。 |
| Habibi說：“我們發現，如果我們使用具有一定頻率和功率的某種類型的超聲波，我們可以創建非常局部，非常專注的化學反應性區域。”“基本上，氣泡可以用作反應器，以驅動化學反應以將液體樹脂轉化為固體或半固體。” |
| 微型氣泡內部的超聲波導向振蕩引起的反應雖然僅次於picsecond。空腔內部的溫度射出約15,000桶，壓力超過1,000杆（海平麵的地球表麵壓力在一個杆附近）。反應時間太短了，周圍的材料不受影響。 |
| 研究人員對添加劑製造中使用的聚合物進行了實驗，稱為聚二甲基矽氧烷（PDMS）。他們使用換能器生成一個超聲波場，該電場通過構造材料的外殼，固化靶向液體樹脂並將其沉積到平台或其他先前固化的物體上。換能器沿著預定的路徑移動，最終通過像素創建所需的產品像素。可以通過調整超聲波頻率的持續時間和所使用材料的粘度來操縱微結構的參數。 |
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多功能和特定 |
| 作者認為，DSP的多功能性將使依賴高度特定和精致設備的行業受益。例如，聚合物PDMS廣泛用於微流體工業，在該行業中，製造商需要受控環境（潔淨室）和複雜的光刻技術來創建醫療設備和生物傳感器。 |
| 航空工程和維修也可以從DSP中受益，因為超聲波穿透了金屬殼等不透明表麵。這可以使維護人員能夠為飛機機身深處的零件提供服務，而這些零件無法訪問依賴於光活化反應的印刷技術。DSP甚至可以為人類和其他動物提供醫療應用，用於遠程化體內印刷。 |
| Packirisamy說：“我們證明我們可以打印多種材料，包括聚合物和陶瓷。”“接下來，我們將嚐試使用聚合物 - 金屬複合材料，最終我們希望使用這種方法來打印金屬。” |
