将3D打印用于(yú)生产线生产是一件十(shí)分神奇的事。将来某一天,每个人的家里都是一(yī)个迷你加(jiā)工厂,在线下载CAD模板打印出眼镜、咖啡杯(bēi)、鞋等等家里需要的所有(yǒu)东西。但问题是,目前3D打印只(zhī)能打印出一(yī)些(xiē)塑料玩意。
机械工程师(shī)Michael McAlpine说:“在3D打印(yìn)的世(shì)界里,人们(men)正在努力(lì)尝(cháng)试用多种材(cái)料进行打印。他们真正的意(yì)思(sī)是——用两(liǎng)种不同颜色的(de)塑料进行(háng)打印。”
McAlpine和他来自普林斯顿大学的(de)同事已经将5中(zhōng)不同(tóng)种类的材料(liào)混合在一起(qǐ)打印出(chū)第一个全3D打印的LED灯了。尽管其他的团队(duì)抢先(xiān)声明(míng)拥有这种技术,但McAlpine说他们(men)的这种技术并不(bú)是完全真实的。他说:“他(tā)们只是打印(yìn)出了电路板,然后把LED灯泡放进去。”
具体来说,普利斯顿团队创造出(chū)来的LED灯被称为量子点LED。它(tā)跟电视和手(shǒu)机里的内置LED灯比较相似,但量子点(diǎn)LED有可能会更节能。
为了制作这个LED灯,研究(jiū)者们(men)必须(xū)量身定做一(yī)台3D打(dǎ)印机。制作这台(tái)3D打(dǎ)印机他们(men)花(huā)了(le)6个月的(de)时(shí)间,并且花费了10000到20000美元(yuán)。
金属坏作(zuò)为金属接(jiē)触电路。顶部有两个聚合物层,它们(men)一起(qǐ)将电流传输(shū)到下一层。它们里面含有量子点。量子点是硒化(huà)镉纳米颗(kē)粒包裹在硫化锌壳中形成的。当电子(zǐ)遇到这些(xiē)量子点,它们就会发出橙色或(huò)绿色的光。阴极的光是由共晶镓(jiā)铟形成(chéng)的,通过(guò)它向LED外部(bù)发出电(diàn)子流。
除了将(jiāng)金属和(hé)聚合物结合,还有一些亲水性和疏(shū)水性(xìng)的材(cái)料,一些液体材(cái)料和一些固(gù)体材料(liào)。McAlpine说,在一个3D打印产(chǎn)品中用到了大量的不(bú)同种类的材料。
3D打印的(de)LED与iphoness屏(píng)幕上使用的一些(xiē)LDE处(chù)于(yú)相同水(shuǐ)准,虽然它们没有打败那些昂贵的(de)LED,但这似乎也不(bú)是一件难事。通过控制(zhì)量(liàng)子(zǐ)点的厚度和均匀性,实验不同(tóng)的油墨配方,3D打印LED的性能会更好。也许有一天,3D打印机变得便宜,人们就可以自己组装电(diàn)视和iphoness。
但McAlpine的想象更加令人兴奋(fèn)。他(tā)说:“传统的微电子工(gōng)业是真的很擅长(zhǎng)做二维电子产品。无论是电视还是手机,屏幕都(dōu)是平的。但3D打印(yìn)给了你第三个维度,人们可以利用(yòng)它来实(shí)现一些还没(méi)有想到(dào)的事情,例如3D打(dǎ)印人体的身(shēn)体结构。”
接下来,McAlpine的团(tuán)队(去年做了(le)一(yī)个(gè)仿生耳),尝试打(dǎ)印晶体(tǐ)管,这样他们的(de)3D打印机可能就会有那种你(nǐ)在计算机芯片(piàn)中才能找到的功能。
物联网时代的到来,也带来了巨大(dà)的产业化机会(huì)。根据MIT Technology Review预测,截(jié)至2020年,世界上的(de)联网设备在(zài)数量上将会接近280亿部,而(ér)他们当中有近一半都不是智能手机或PC。在(zài)这(zhè)些众(zhòng)多的智能设备中(zhōng),很多智能(néng)设备(bèi)如智能开关(guān)等由于功能简单并(bìng)不(bú)需要最尖端的(de)制(zhì)造工艺,这(zhè)也为(wéi)工艺相对落后的中国企业带来(lái)更多的机会。