将3D打印用于生产线(xiàn)生产是(shì)一件十分神奇的事。将来(lái)某(mǒu)一(yī)天,每个人的家(jiā)里都(dōu)是一个迷你加工厂,在线下载CAD模板打印出眼镜、咖(kā)啡杯(bēi)、鞋等等家里需要的所有(yǒu)东(dōng)西。但问题是,目前3D打印只能打印出一些塑(sù)料玩意。
机械工程师Michael McAlpine说:“在3D打印的世(shì)界里,人们正在努(nǔ)力(lì)尝试用多种材料(liào)进行打印(yìn)。他们真正的(de)意思是——用两(liǎng)种不(bú)同颜色的塑(sù)料进(jìn)行打印。”
McAlpine和他来自普林斯顿大学的同事已经将5中不同(tóng)种类的(de)材料混合(hé)在一起打印出第一个(gè)全3D打(dǎ)印(yìn)的LED灯了。尽管(guǎn)其(qí)他的团队抢先声明拥有这种技(jì)术,但McAlpine说他们的(de)这种技术(shù)并不(bú)是完全真实的。他说:“他(tā)们只是打印出(chū)了电(diàn)路板(bǎn),然后把(bǎ)LED灯泡放进去。”
具体(tǐ)来(lái)说(shuō),普利(lì)斯顿团队(duì)创(chuàng)造(zào)出(chū)来的LED灯被称为量子点LED。它(tā)跟(gēn)电视和手机里(lǐ)的内置LED灯(dēng)比较相(xiàng)似,但(dàn)量子点(diǎn)LED有可能会更节能。
为了制(zhì)作这个LED灯,研(yán)究者们必须量身定做(zuò)一台(tái)3D打印机。制作这台3D打印(yìn)机他们花了6个月的(de)时(shí)间,并且花费了(le)10000到(dào)20000美元。
金属坏作为金属接触电路(lù)。顶部有两个聚合物层,它们一起(qǐ)将(jiāng)电流传(chuán)输到下一层。它们里面含有量子(zǐ)点。量子点是硒化镉纳米(mǐ)颗粒包裹在硫(liú)化锌(xīn)壳(ké)中形成的。当(dāng)电子遇到这些量(liàng)子(zǐ)点,它们就会发出橙色或(huò)绿色的光。阴极的光是(shì)由共晶镓(jiā)铟形成(chéng)的,通(tōng)过它向LED外部发(fā)出(chū)电(diàn)子流。
除了将金属和聚(jù)合物结合,还有一(yī)些亲水性和疏水(shuǐ)性的材(cái)料,一些液体材(cái)料和一些固(gù)体材料。McAlpine说(shuō),在一个3D打(dǎ)印产(chǎn)品中用到了(le)大(dà)量的不同种类(lèi)的材料。
3D打印的LED与iphoness屏幕上使(shǐ)用(yòng)的一些LDE处(chù)于相同水准,虽然它们没有打败(bài)那些(xiē)昂贵的LED,但这(zhè)似乎(hū)也不是一件难事。通过控制量子点的厚度和均匀性,实验不(bú)同的油墨配(pèi)方,3D打印LED的性(xìng)能会更好。也许有一天,3D打(dǎ)印机变得便宜,人们就可以自己组装(zhuāng)电视和(hé)iphoness。
但McAlpine的想象更(gèng)加令人(rén)兴奋。他说(shuō):“传统的微电(diàn)子工业是真的很(hěn)擅长做二(èr)维电子产品。无论是电(diàn)视还是手(shǒu)机,屏幕都是(shì)平的。但3D打印给(gěi)了(le)你第三个维度,人们可以利用它来实现一些还没有想(xiǎng)到的事情,例如3D打印人(rén)体的(de)身体结构。”
接(jiē)下来,McAlpine的(de)团(tuán)队(去年做了一个仿生耳),尝试打(dǎ)印晶体管,这样他们的3D打(dǎ)印机可能就会有那种(zhǒng)你在计算机芯片中才能找到的功能。
物联网时代的(de)到(dào)来(lái),也带来了巨大的产(chǎn)业化机会。根据MIT Technology Review预测,截至2020年,世界上的联网(wǎng)设备在数量上将会接近280亿(yì)部,而他们当中(zhōng)有(yǒu)近一半都不是智能手机或PC。在这(zhè)些(xiē)众多(duō)的智能设备(bèi)中(zhōng),很多智能设(shè)备如智能开关等由(yóu)于(yú)功能(néng)简单并(bìng)不需要最尖端的制造工(gōng)艺,这(zhè)也为工艺(yì)相(xiàng)对落后的中国企业带(dài)来更多的机会。