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3D打印技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越深入到人類生活中了。

3D打印的原理其實(shí)跟我們熟悉的普通打印機(jī)的相同。普通打印機(jī)能將電腦中的文字和圖表等印在一張張白紙上，放大這些文字圖表，可以看到它們是由一個(gè)個(gè)極小的有顏色的墨點(diǎn)組成的，我們將這些點(diǎn)稱作像素點(diǎn)。如果將這些像素點(diǎn)用三個(gè)噴頭同時(shí)在上下、左右和前后三個(gè)面上“打印”出來(lái)，會(huì)得到什么效果呢？3D打印正是這種想法的結(jié)晶。

同樣在電腦中將需要打印的成品設(shè)計(jì)出來(lái)，然后將之傳送到3D打印機(jī)中。打印機(jī)將這個(gè)物體分解成一張張跟紙一樣薄的薄層，然后在每一層上噴出相應(yīng)的“像素點(diǎn)”，最終這些平面堆疊在一起，就組成了電腦藍(lán)圖中的物體。

當(dāng)然，這些“像素點(diǎn)”的成分不再是墨水，而是根據(jù)實(shí)物選擇相應(yīng)的原材料。最早的原材料是塑料，人們能打印出各種塑料制品。后來(lái)，原材料的種類越來(lái)越豐富多樣，石膏、尼龍、樹脂、金屬和陶瓷等各種材料的出現(xiàn)，讓3D打印更加名副其實(shí)了。

不過，3D打印迄今還有兩大難以解決的問題：不精細(xì)和耗時(shí)長(zhǎng)。打印出來(lái)的3D物品由于是一層層堆疊起來(lái)的，堆疊時(shí)難免出現(xiàn)接縫甚至偏差，因此很難像機(jī)械制造出來(lái)的一體成型的器具那么完美無(wú)瑕。而且，就像彩印比黑白打印的時(shí)間要長(zhǎng)一樣，需要噴出的“像素點(diǎn)”越多，所用的時(shí)間就越長(zhǎng)，就算是打印一件小擺件，3D打印都要用上幾個(gè)小時(shí)，更別提其他更復(fù)雜的東西了。該如何解決這兩個(gè)大問題呢？

用迄今人類能控制的最小材料——量子點(diǎn)作為3D打印的墨水，也許能解決第一個(gè)大問題。美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家用能發(fā)出熒光的粒子打印出的體積大約為1立方毫米的物體，分辨率能達(dá)到50納米。如果研究人員想要制作大約1立方厘米的較大物體，分辨率會(huì)相應(yīng)降低到約500納米。但與其他3D打印的物品相比，500納米分辨率的物品精細(xì)程度已經(jīng)很高——它的瑕疵要在高性能的光學(xué)顯微鏡下才能看清。

傳統(tǒng)3D打印技術(shù)是像堆積木一樣，一層層地將原材料堆成一個(gè)整體，效率低，耗時(shí)長(zhǎng)。如果能像機(jī)械化生產(chǎn)一樣，使用一個(gè)完整的原材料一體成型制成成品，不就能大大提高效率，縮短時(shí)間了嗎？美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的幾位材料學(xué)家想出了這種新型的3D打印技術(shù)：將原材料放在容器中，用光束作為“刻刀”，將成品從溶液中“雕刻”出來(lái)。

研究人員選擇了一種根據(jù)光線強(qiáng)弱和方向變化會(huì)發(fā)生選擇性固化的光敏液體（甲基丙烯酸酯明膠水凝膠），當(dāng)光線從不同的角度投射出來(lái)，這種多角度的曝光疊加，可以讓光敏液體固化成設(shè)計(jì)的樣子。

設(shè)計(jì)完成后，研究人員將設(shè)計(jì)圖用一個(gè)普通的投影儀投射出來(lái)，光束穿過圖片，照向一個(gè)裝有光敏液體的持續(xù)旋轉(zhuǎn)的容器。慢慢地，實(shí)物就在溶液中被“雕”了出來(lái)。

放上不同的設(shè)計(jì)圖，研究人員能制出許多物品，比如玩具飛機(jī)、水晶籠球甚至假牙模型等,而根據(jù)不同的精度和材料條件，打印時(shí)間僅需30～120秒。這套系統(tǒng)的最高精度，目前可以達(dá)到0.3毫米，是一種能同時(shí)兼顧時(shí)間和精度的很有潛力的3D打印技術(shù)。未來(lái)，隨著光敏材料種類的增加，它能打印出的物品會(huì)越來(lái)越多。

在更遠(yuǎn)的將來(lái)，這種方法也可能用于制造納米級(jí)電子產(chǎn)品或機(jī)器人。