将3D打印用于生产(chǎn)线(xiàn)生产是一件十分神(shén)奇的事。将来(lái)某(mǒu)一(yī)天,每(měi)个人(rén)的家里都是(shì)一个迷你加工厂,在线(xiàn)下(xià)载CAD模板打印出眼镜、咖啡杯、鞋等(děng)等家里需要的所有东西。但问题是(shì),目(mù)前(qián)3D打印只(zhī)能打印出一些塑料玩意。
机械工(gōng)程师Michael McAlpine说:“在3D打(dǎ)印的世界(jiè)里(lǐ),人们正在努力尝试用多种(zhǒng)材料进行(háng)打(dǎ)印。他们(men)真(zhēn)正的(de)意思是——用(yòng)两种不同颜(yán)色的(de)塑(sù)料进行(háng)打(dǎ)印。”
McAlpine和他来自普林斯顿大学的同(tóng)事已经将5中不同种(zhǒng)类(lèi)的材料混合在一起打印出第一个(gè)全3D打印的LED灯了。尽管其他的团(tuán)队抢(qiǎng)先声(shēng)明拥(yōng)有这种(zhǒng)技(jì)术,但McAlpine说他们(men)的这(zhè)种技术并不(bú)是完全真(zhēn)实的(de)。他说:“他们只是(shì)打印出(chū)了(le)电(diàn)路板,然后(hòu)把LED灯泡放进去。”
具体来说,普利斯顿(dùn)团队(duì)创造出来的LED灯被称为量子点LED。它跟电视和(hé)手机里的内(nèi)置LED灯比较相似,但量子点LED有可能会更节能。
为了(le)制作这个LED灯(dēng),研(yán)究者(zhě)们必须量(liàng)身定做(zuò)一台3D打印(yìn)机。制作这台(tái)3D打印机他(tā)们花了6个月的时间,并且花费了10000到(dào)20000美元。
金属(shǔ)坏(huài)作为金属接触电路。顶部(bù)有两(liǎng)个聚合物层,它们一起将电流传输到(dào)下一层。它们里(lǐ)面含有量子点。量子点是硒化镉纳米颗粒包裹在硫化锌壳中形成的。当(dāng)电子遇到这些(xiē)量子点(diǎn),它(tā)们就会发(fā)出橙(chéng)色或绿(lǜ)色的(de)光。阴极的光是由共晶镓(jiā)铟(yīn)形成的,通过它向LED外(wài)部发(fā)出电子流。
除了将金属和聚合物结合,还有一(yī)些(xiē)亲水性和疏水性(xìng)的材料,一些液体材料和一(yī)些固体材(cái)料。McAlpine说(shuō),在一个3D打印产(chǎn)品中用到了大量的不同(tóng)种类的材料。
3D打印的(de)LED与iphoness屏幕上(shàng)使用的一些LDE处于相同(tóng)水准,虽然(rán)它们没有打(dǎ)败(bài)那(nà)些昂贵的(de)LED,但这似乎也不是(shì)一件难事。通(tōng)过控制量(liàng)子点的厚(hòu)度和均匀性(xìng),实验(yàn)不(bú)同(tóng)的油墨(mò)配方(fāng),3D打印LED的性能(néng)会更好。也许有一天,3D打印机变得便宜(yí),人们就可以自己组(zǔ)装电视(shì)和iphoness。
但McAlpine的想(xiǎng)象更加令人兴奋。他说:“传统的微电子(zǐ)工业是(shì)真(zhēn)的很擅长做(zuò)二维电子产品。无论是(shì)电(diàn)视还(hái)是手机,屏幕都是平(píng)的。但3D打(dǎ)印给(gěi)了你第(dì)三个维度,人(rén)们可以利用它来实现(xiàn)一些还没(méi)有想(xiǎng)到的(de)事情,例如3D打印人体的(de)身体(tǐ)结构。”
接下(xià)来,McAlpine的团队(去年(nián)做了一个(gè)仿生耳),尝试(shì)打(dǎ)印晶体管(guǎn),这样(yàng)他们的3D打印机可能就会有那种你在计算(suàn)机芯片中才能(néng)找到的功(gōng)能。
物联网时代的到来(lái),也带来了巨大的产(chǎn)业化机会。根(gēn)据(jù)MIT Technology Review预测,截至2020年,世界上的联(lián)网设(shè)备(bèi)在数量上(shàng)将会接近(jìn)280亿部,而他(tā)们当中有近一半都不是智能手机或PC。在(zài)这些众多的智能设备中,很多智能设备(bèi)如智(zhì)能开关等由于功能简单并不需要(yào)最尖端的制(zhì)造(zào)工艺,这也为工(gōng)艺相对落后的(de)中国企业带来更多的机会。