3D打印技術的重大突破之“多元材料的任意分布同時打印”技術

2013年12月17日，獲悉由獨立研究員李暢教授領導的研發(fā)團隊歷經六年時間在經歷了千百次實驗失敗后終于在3D打印技術上取得了重大突破，一舉研發(fā)出被世界3D打印界稱為3D打印終極核心技術的“多元材料的任意分布同時打印”技術，從而開啟了人類控制物體內部構成的時代。
     3D打印是上世紀80年代提出的一種立體制造的先進技術－逐層增材制造。但是到目前為止，3D打印只能實現對物體表面形狀的控制，而不能實現對物體內部構成的控制。而對物體內部構成的控制遠比物體表面形狀的控制重要得多。因此，如果3D打印技術不能實現對物體內部構成的控制，其意義最多也是對傳統(tǒng)制造技術的一種補充，絕不可能帶來制造業(yè)的革命。
    控制物體內部構成的途徑早有定論，就是被稱為3d打印終極核心技術的“多元材料的任意分布同時打印”技術。令人遺憾的是，盡管很多人加入到了“多元材料的任意分布同時打印”的研發(fā)行列，但幾乎沒有任何進展。
     正當人們對 “多元材料的任意分布同時打印”技術的研發(fā)前景甚至對3D打印的發(fā)展前景投去懷疑的目光時，李暢教授領導的研發(fā)團隊已經在這方面取得了重大突破，獨立開發(fā)出了“多元材料的任意分布同時打印”技術。這項技術的出現標志著人類已經可以實現對物體內部構成的控制。
     李教授介紹說，自3D打印出現以來，逐層（逐點）加工被認為是實現3D打印的唯一可行的途徑，因此，所有的3D打印技術都毫無例外地采用了這個途徑。但是這種方法存在致命缺點，就是打印速度和打印精度互相被綁架，出現了被稱為“3D打印悖論”的現象,若提高精度必然導致速度的降低；反之，若提高速度必然導致精度的下降,這意味著3D打印繼續(xù)走逐層（逐點）加工之路是一條死胡同。而我們另辟蹊徑，拋棄已有3D打印技術的逐層（逐點）加工的固有思路，創(chuàng)立了一種多種材料的整體控制技術，來解決“多元材料的任意分布同時打印”問題。
    李教授介紹說，“多元材料的任意分布同時打印”技術成果還同時解決了原有3D打印技術固有的，被認為幾乎不可能解決的幾個重大缺陷，如：
    打印精度和打印速度的瓶頸問題
  “多元材料的任意分布同時打印”技術的打印精度可達到0.001mm，而且在此精度的條件下，無論單層切片面積多大，其加工時間不超過一分鐘，這個打印速度與原有的3D打印速度相比是天壤之別。
    打印材料問題
    目前所有3D打印設備對打印材料的要求是非常嚴格的，它甚至是3D打印不能迅速普及以及不能規(guī)�；�生產的主要障礙。而“多元材料的任意分布同時打印”技術對材料幾乎沒有任何特殊要求，只要是粒度相差不大的粉體即可，這就完全解決了3d打印的材料問題。
    批量化生產問題
    既然“多元材料的任意分布同時打印”在打印材料和打印速度問題上得到完全解決，批量化生產問題自然迎刃而解了，甚至可以說，像集成電路這樣的微加工領域里的大批量規(guī)模生產，其加工成本遠遠低于傳統(tǒng)加工方式。
    彩色打印問題
    現有所謂的彩色3D打印是通過粘接劑（不是打印材料本身）的顏色來實現的，因此它不是嚴格意義上的彩色3D打印，而“多元材料的任意分布同時打印”技術是通過直接控制材料本身的顏色的方法進行打印，實現了真正意義上的彩色3D打印。
    由此我們看出，李暢教授領導的研發(fā)團隊的研發(fā)成果不僅解決了“多元材料任意分布同時打印”這個3D打印終極核心技術，而且解決了3D打印的打印速度、打印精度、打印材料、批量生產、彩色打印等一系列問題，從而實現了3D打印技術的革命性突破。
    李教授介紹說，“多元材料的任意分布同時打印”技術即將在制造業(yè)掀起3D風暴，首當其沖的是材料行業(yè)，如多材料復合、新材料合成，甚至會出現彩色金屬、彩色陶瓷等以前聞所未聞的新材料。需要指出的是，“多元材料的任意分布同時打印”技術引發(fā)的，以表面裝飾與實體材料的完全統(tǒng)一為標志的裝飾材料革命已經開始，如人造大理石、人造裝飾板等行業(yè)。以陶瓷為例，原有陶瓷采用的是表面裝飾，其紋理或圖案是表面上的一種“假面具”，如噴繪瓷磚，陶瓷畫。若利用“多元材料的任意分布同時打印”技術可以生產這樣的陶瓷，它具有我們可以設計的任意彩色紋理或圖像，而這個紋理和圖像不僅僅是表面的紋理或圖像，而是貫穿于陶瓷整體的“真影像”。因此，帶有“假面具”的陶瓷產品被帶有“真影像”的3D陶瓷替代是必然的趨勢�？梢哉f噴繪瓷磚，陶瓷畫等傳統(tǒng)陶瓷被3D瓷磚，3D陶瓷畫取代已經指日可待了。
\"\"
彩色瓷磚樣品
\"\"
彩色瓷磚樣品側面
    毋庸置疑，這項技術的出現表明中國在3D打印技術方面已經走在了世界的最前面，處在絕對領先地位，它將使中國在制造業(yè)革命中脫穎而出，傲視群雄。
    據悉，這項研究成果已經在中國申報了發(fā)明專利并已被受理。目前已經有國際跨國公司提出合作要求，但是李教授表示希望這項研究成果首先在國內實施。
    我們期待李教授的這項技術成果能夠在中國大地上開花結果，為實現“中國夢”做出應有的貢獻。
    世界著名3D打印權威胡迪·利普森在他的新著“3D打�。簭南胂蟮浆F實”中是這樣描述3D打印技術的現狀，“人類史無前例地實現了對物體形狀的掌握”這只是第一階段目標，而第二階段—控制物體的構成，“即不僅僅是塑造外部幾何形態(tài)，而是以前所未有的逼真度塑造出新的超材料的內部結構則剛剛啟幕”。李暢教授團隊超前的實現了第二階段的目標。這項研發(fā)成果對第三次工業(yè)革命帶來的影響是不可估量的。

后來一月在威海研制出第一臺樣機，說是幾個月內量產，但到現在都沒消息，未免太低調了。