在一片圣光之中横空出世，这种3D打印好中二啊

3D打印又有新技术啦~在光束的照射下，我们会看到一个打印零件“凭空浮现”出来，整个过程只需要几分钟时间。

动图截自原论文视频

这种新技术的突出特点是，它摆脱了3D打印传统的层层堆叠的打印方式，所打印的物体的各个部分可以说是一次成型的。这样不仅打印速度快，而且还能得到表面更加光滑的打印元件。

打印成品。截图来源：Nature

下面我们就来详细比较一下它和此前的3D打印有什么不同。之前常见的3D打印有两种，第一种应该是大家最容易见到的：把原料加热熔化，像挤奶油一样地一层层堆起来。

图片来源：prostheticknowledge

另一种则是利用光照让液态的树脂原料固化。这种也是一层一层进行固化的。

图片来源：Gigaom

一层层的打印方式有一些缺点，比如说打印出来的东西可能外表还能看到分层的痕迹，而且打印的速度通常也比较慢。

而在开头的视频中，我们完全看不到这种分层。这种新技术也利用了类似上面说到第二种的固化原理，旋转的圆筒里装着光固化树脂原料，然后在旋转的同时用一束不断变化形状的光束来照射它，每次的光束都对应着3D模型在一个角度上的投影（如下图）。

图片来源：原论文

对于圆筒中的某一位置的树脂而言，多角度光照剂量的叠加达到一定量之后，能量就足以引发树脂固化，而如果光照量累积得不够，则树脂还会保持可流动的状态。结果就是，在旋转照射之后，光的叠加正好让树脂固化成了人们想要的形状，其他部分未固化的树脂可以被洗去。

打印成品。截图来源：UC Berkeley

研究者们从医院里的CT断层扫描那里获得了设计灵感。他们表示这种3D打印可以看成是与做CT正好相反的过程：做CT是机器先旋转着拍下一系列不同角度的2维投影，然后把它重建成一个3维影像；而这里的3D打印则是先有3维模型，然后再把它变成不同角度的投影，再用光源把这些2维投影透射到旋转的树脂上。 

这种方法能快速打印表面光滑的透明树脂小零件，它还可以直接围绕着其他物体进行打印，比如为金属螺丝刀加上一个树脂把手。

截图来源：Science Magazine

因为打印过程看起来有点科幻，人们也把这台3D打印机比作了星际迷航里出的“复制机”（Replicator）。当然，这台“复制机”虽然可以迅速打印一个4厘米高的透明思想者，但它并不能复制出一杯热伯爵茶就是了……

原论文：http://science.sciencemag.org/content/early/2019/01/30/science.aau7114

相关报道：https://www.nature.com/articles/d41586-018-07798-9

https://www.sciencemag.org/news/2019/01/star-trek-replicator-creates-entire-objects-minutes

作者：窗敲雨

本文经授权转载自

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