浙江大学が3Dプリントした花を眼疾患の治療に利用できる可能性

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-9-5 14:15 に最後に編集されました。

浙江大学化学工学国家重点実験室のエンジニアらは、プロジェクター、光硬化性樹脂、パラフィンワックスを必要とする「4Dプリント」プロセスを実演した。 Antarctic Bear によれば、この技術は色鮮やかなカラーリリーの 3D プリントモデルを作成するために使用されているとのことです。実際、Antarctic Bear は以前にもこの技術についてレポートしています。これは 3D プリントよりも優れているのでしょうか?浙江大学の新しい多次元印刷方法。高品質のプラスチック部品を作成できる技術である DLP 3D プリンティングは、現在では一般的になっています。この 3D プリンターはプロジェクターを使用して、液体樹脂を特定の 2 次元形状に層ごとに固め、完全な 3 次元オブジェクトを形成できます。しかし、現在では、DLP は 4D 印刷に使用して単一の 2D レイヤーのみを固めることができるようです。これは珍しい現象であり、浙江大学化学工学国家重点実験室によって実証され、研究者らは国際学術誌「Advanced Materials」に研究結果を発表した。
「4D プリンティング」という用語はさまざまなものを指しますが、この場合は、3D プリントされたオブジェクトが時間の経過とともに変化する能力 (4 次元) を指します。浙江大学化学工学部の謝涛教授は、この4Dプリント現象の秘密は数秒間の光硬化にあると説明した。 DLP プロジェクターからの光は、各ピクセルに光硬化構造を持つ薄い樹脂層を照射するように注意深くプログラムされており、樹脂は固体プラスチックの形状に変わります。これは DLP 3D 印刷とよく似ていますが、光は樹脂を特定の形状に硬化させることだけに集中しているのではなく、驚異的な 4D 印刷プロセスを実現しています。

このプロセスでは、研究者の黄立梅氏はまず2枚のガラスの間に光硬化樹脂を数滴垂らし、次にプロジェクターで光を当てます。この光の「彫刻」は、グレースケールの変化を使用した一連の複雑な機械的計算によって実現されます。すると、物質はほんの数秒で液体から固体に変化します。これは、非常に短いマイクロフィルムを見ているようなものです。しかし、これには目に見える以上の意味があります。2枚のガラス板の間にある樹脂のすべてのピクセルが分子レベルで変化し、その後の変化の基礎が築かれます。
プロジェクターの光の下で精密な「ソラリウム」を経た後、樹脂をガラスパネルに充填すると、樹脂が平らなフィルムになっていることがわかります。この膜は、溶けたパラフィンのゼラチン層に置かれ、そこで魔法が起こり始めます。各ピクセルの分子構造は異なるため、各ピクセルは異なる量のパラフィンを「吸収」します。この平らな膜の分化により、パラフィンが吸収されるにつれて、塊全体がゆっくりとねじれ始めます。 3分も経たないうちに、2次元のフィルムがカラーリリーの3Dレプリカに変身しました。
特定の材料を使用してさまざまな形状を形成できるため、さまざまな光硬化性材料をさまざまな方法で組み合わせることができます。教授はまた、4D 印刷プロセスが特定の分野で既存の 3D 印刷技術に取って代わる可能性があると考えています。「最大の利点はそのスピードです。多次元材料を準備するプロセス全体は、同じ材料を 3D プリントするのに必要な時間の約 10 分の 1 しかかかりません。」

中国のエンジニアによると、研究者は適切な材料とプロセスを選択することで、3Dプリントされた物体を4次元の形状に簡単に変換できるという。中国3Dプリンティングネットワークによれば、チームの研究は、層ごとの印刷が多次元構造を得る唯一の方法ではないことを人々に思い出させるだろう。

カラーリリーの 4D 印刷プロセスは見た目も印象的ですが、より実用的な用途があるかもしれません。研究者たちは、この 4D 印刷プロセスは、花に似たデバイスを使用して目を正常な状態に戻すことで、近視や遠視などの目の病気の治療に使用できると考えています。この4Dプリンティングは近い将来、臨床的に利用される予定です。

DLP 4D プリントはジュエリーの作成にも使用できます。たとえば、4D プリントされたカラフルなカラーリリーのモデルを鋳型として使用し、そこに液体金属を流し込んで鋳造品を作ることができます。液体金属が冷えると、宝石職人の手元には金属製のカラーリリーが残ります。超多次元高速製造方法を使用することで、ジュエリーのロストワックス工程を改善し、ジュエリーの生産効率を大幅に向上させることができます。
Antarctic Bear は、この新しい多次元製造方法が、特定の応用シナリオにおいて既存の 3D 印刷技術に取って代わると期待していると考えています。 3D プリンティングは将来の工業製造に大きな影響を与えると広く信じられています。製造精度は比較的劣りますが、その最大の利点はその超高速性です。点灯時間は30秒以下、場合によっては4秒程度で、常温の水に入れると数分で立体的な形に変形します。対照的に、層ごとに積層する 3D プリンティングでは、特に印刷に時間のかかる垂直方向では、同じ製造プロセスを完了するのに少なくとも数十分かかります。
出典: 3ddayin.net

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