研究人员对此现象进行了系统性的研究 , 得出实现单墨滴3D连续打印需满足的两个条件 , 即液体树脂与固化树脂间的粘附(γ1)应大于液体树脂与固化界面之间的粘附(γ3) , 同时液体树脂与固化界面之间的粘附(γ3)应大于固化树脂与固化界面的粘附(γ2) , 这为单墨滴3D打印的普适性奠定了基础 。
光固化界面性质对单墨滴3D打印的影响(图片来源:作者提供)
研究人员进一步研究了单墨滴3D打印的材料净利用率 , 即洗净的3D结构的质量与液滴质量的比值 。 发现随液滴质量的增加 , 单墨滴材料利用率降低;随着UV投影面积的增加 , 单墨滴材料利用率增加;随着树脂的三维分布增大或长宽比的增大 , 单墨滴材料利用率降低 , 因此可通过以上因素调控单墨滴打印的净利用率 , 实现一滴成型 。
墨滴尺寸和UV图案参数对单墨滴3D打印材料利用率的影响(图片来源:作者提供)
研究人员基于单墨滴3D打印制备了三种不同的精细牙齿结构 , 从图中可以看出打印结构表面光滑 , 且与设计结构具有相同的形貌 , 可完全与牙齿模型嵌合 , 也就是说打印结构具有良好的结构可控性和边缘完整性 , 并具有极高的材料利用率 。
单墨滴3D打印牙齿结构(图片来源:作者提供)
虽然听起来复杂又高深 , 但3D打印是能切实应用于生活中的、为我们带来便利的一项技术 。 希望科学家们未来能发明出更多更节能的打印方式 , 让3D打印更好地造福于我们人类 。
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