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3D印刷的革新技能正在撼動(dòng)許多職業(yè)，但與行將到來(lái)的修建三D打印比較，這還算不上什么。Swinburne可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施中心主任、Swinburne混凝土結(jié)構(gòu)教授杰伊·桑賈揚(yáng)教授領(lǐng)導(dǎo)七所澳大利亞大學(xué)進(jìn)行了價(jià)值130萬(wàn)美元的協(xié)作，以開(kāi)發(fā)混凝土的三維打印技能。桑賈揚(yáng)教授說(shuō)：“修建依然首要是手藝施工，這使得它十分貴重，而且使得全球?qū)ψ》亢突A(chǔ)設(shè)施的需求很難滿(mǎn)意?！薄靶藿ㄊ浅ㄩ_(kāi)的，自動(dòng)化能夠損壞，而3D印刷是一種能夠幫助的技能。”

盡管3D打印機(jī)在商業(yè)上能夠用于制作，但飛機(jī)部件的打印和打印的房子有很大的差異。桑賈揚(yáng)教授說(shuō)：“咱們有必要在氣候中打印出來(lái)，而不是工廠條件?！薄霸蹅円幚淼牟皇菐坠镔Y料，而是噸。盡管咱們不需求和航空工業(yè)相同的精確性，但咱們有必要用它來(lái)交換低成本。為了應(yīng)對(duì)這些應(yīng)戰(zhàn)，桑賈揚(yáng)教授探討了兩種辦法。暫時(shí)挑選是“粉末床”3D打印，打印機(jī)在其中鋪上一層薄薄的混凝土粉末，然后打印一種水基“墨水”，該“墨水”設(shè)置了運(yùn)用墨水的具體位置。

一層地重復(fù)這個(gè)進(jìn)程。桑賈揚(yáng)說(shuō)，現(xiàn)在的應(yīng)戰(zhàn)是自動(dòng)化搜集和再運(yùn)用每一次印刷所發(fā)生的很多未反響粉末。粉末床是一個(gè)很好的挑選，構(gòu)成預(yù)制部分的修建物在一個(gè)工廠。

“咱們能夠制作十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。但這不是一個(gè)在風(fēng)雨中發(fā)作的進(jìn)程。“桑賈揚(yáng)教授說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)混凝土印刷需求一臺(tái)能揉捏液體混凝土的機(jī)器.“在這里，首要問(wèn)題是混凝土自身，”他說(shuō)。

混凝土有必要堅(jiān)持液體在打印機(jī)內(nèi)，但一旦它被打印出來(lái)，以堅(jiān)持它的形狀，所以下一層能夠運(yùn)用。傳統(tǒng)的混凝土并不是這樣的。現(xiàn)在，最常見(jiàn)的辦法是很多運(yùn)用混凝土用化學(xué)阻燃劑堅(jiān)持液體，然后在揉捏時(shí)很多運(yùn)用促進(jìn)劑。但這種辦法損害了制品的力學(xué)性能。桑賈揚(yáng)教授說(shuō)：“咱們正在研制具有這些特性的新式水泥?！北M管他還不能泄漏細(xì)節(jié)，但一個(gè)挑選是運(yùn)用一種土聚合物水泥，這是一種由工業(yè)廢物“飛灰”制成的資料?！靶藿◣熞呀?jīng)用電腦規(guī)劃了全部，”桑賈揚(yáng)說(shuō)。“與其把他們的計(jì)劃打印在紙上，不如用3D打印，咱們只要按下按鈕，機(jī)器就能制作出來(lái)-這是咱們的終極愿望?！惫鸫髮W(xué)的研討人員開(kāi)發(fā)了一種新的印刷辦法，運(yùn)用聲波從組成和粘度史無(wú)前例的液體中發(fā)生液滴。這項(xiàng)技能最終能夠制作許多新的生物制藥、化妝品和食物，并擴(kuò)展光學(xué)和導(dǎo)電資料的可能性?！敖?jīng)過(guò)運(yùn)用聲力，咱們發(fā)明了一種新技能，能夠以點(diǎn)播的方式打印很多資料，”哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與運(yùn)用科學(xué)學(xué)院(Harvard John A.Paulson School of Engineering and Application Sciences)生物啟示工程學(xué)教授詹妮弗·劉易斯(Jennifer Lewis)說(shuō)。她也是這篇論文的資深作者。劉易斯仍是懷斯生物啟示工程研討所的中心學(xué)院成員，也是哈佛大學(xué)余建明文理系教授。這項(xiàng)研討宣布在科學(xué)前進(jìn).液滴在許多運(yùn)用中都是印刷油墨在紙上發(fā)明微膠囊用于藥物輸送。噴墨打印是最常用的印刷技能。液滴但它只適用于比水粘稠10倍的液體。但是，許多研討人員感興趣的流體的粘性要大得多。例如，生物聚合物和富含細(xì)胞的溶液對(duì)生物制藥和生物漂洗至關(guān)重要，它們的粘性至少是水的100倍。一些糖基生物聚合物可能和蜂蜜相同粘稠，比水粘稠25，000倍。

這些流體的粘度也跟著溫度和成分的變化而急劇變化，這使得優(yōu)化印刷參數(shù)來(lái)操控液滴尺度變得更加困難。“咱們的方針是經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)一種獨(dú)立于流體資料特性的印刷體系，將粘度從圖片中剔除，”這篇論文的榜首作者、布蘭科·韋斯(Branco Weiss)海洋資料科學(xué)與機(jī)械工程研討員兼研討員丹尼爾·福雷斯蒂(Daniele ForesTI)和懷斯研討所(Wyss InsTItute)說(shuō)。

為了做到這一點(diǎn)，研討人員轉(zhuǎn)向聲波。因?yàn)橹亓Φ男Ч魏我后w都能夠滴下-從水龍頭滴出的水到長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)的瀝青滴試驗(yàn)。單靠重力，液滴尺度依然很大，滴速很難操控。瀝青的粘度大約是水的2000億倍，每十年就會(huì)下降一次。為了加強(qiáng)滴落構(gòu)成，研討小組依托發(fā)生聲波。這些壓力波通常被用來(lái)對(duì)立重力，例如聲波懸浮?，F(xiàn)在，研討人員正在運(yùn)用它們來(lái)輔佐重力，將這一新技能配音到印刷術(shù)中。

研討人員建造了一種亞波長(zhǎng)聲學(xué)諧振器，它能發(fā)生高度受限的聲場(chǎng)，發(fā)生的拉力超過(guò)打印機(jī)噴嘴頂端的正常引力(1G)的100倍-這是太陽(yáng)外表引力的四倍多。

當(dāng)噴嘴到達(dá)特定尺度時(shí)，這種可控力將每個(gè)液滴從噴嘴中拉出，并將其噴射到打印方針。聲波振幅越大，液滴尺度越小，與流體粘度無(wú)關(guān)。福雷斯蒂說(shuō)：“這個(gè)主意是發(fā)生一個(gè)聲場(chǎng)，從噴嘴中別離出細(xì)小的水滴，就像從樹(shù)上摘蘋(píng)果相同。”研討人員對(duì)從蜂蜜到干細(xì)胞油墨、生物聚合物、光學(xué)樹(shù)脂乃至液態(tài)金屬等多種資料進(jìn)行了測(cè)試。重要的是，聲波不要穿越液滴，即使是靈敏的生物物質(zhì)，如活細(xì)胞或蛋白質(zhì)，也能夠安全地運(yùn)用這種辦法。劉易斯說(shuō)：“咱們的技能應(yīng)該立即對(duì)制藥業(yè)發(fā)生影響?！薄安贿^(guò)，咱們相信這將成為多個(gè)職業(yè)的重要渠道?！盢SF MRSEC項(xiàng)目主任DanFinotello說(shuō)：“這是協(xié)作研討的廣度和廣度的一個(gè)精巧而有影響力的比如?！薄白髡唛_(kāi)發(fā)了一種新的運(yùn)用聲學(xué)力的印刷渠道，與其他辦法不同的是，它與資料無(wú)關(guān)，因而供給了巨大的印刷多功能性?！边\(yùn)用空間是無(wú)限的。