将3D打印用于生产线生产是一件十分神奇的事。将来(lái)某(mǒu)一天(tiān),每个(gè)人的(de)家里都是一(yī)个迷你(nǐ)加(jiā)工厂,在线(xiàn)下载CAD模板打印出眼镜、咖啡杯、鞋等(děng)等家(jiā)里需(xū)要的所有东西。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(chéng)师(shī)Michael McAlpine说:“在3D打印的世界里(lǐ),人们(men)正在努力尝(cháng)试(shì)用多种材料进行(háng)打印。他们真正的意思是——用两种不同颜色的(de)塑料进行打印。”
McAlpine和他来自(zì)普(pǔ)林斯顿大学(xué)的(de)同事已经(jīng)将5中不同种类的材料混合在(zài)一(yī)起打(dǎ)印出第(dì)一个全3D打印的LED灯了。尽管其他(tā)的团队抢先声明拥有(yǒu)这种技术,但McAlpine说(shuō)他(tā)们的(de)这种技术并不是完全真实(shí)的。他说:“他(tā)们只是打印(yìn)出(chū)了电路板,然后把LED灯泡放进去。”
具(jù)体来说,普利(lì)斯(sī)顿(dùn)团队创(chuàng)造出来(lái)的LED灯被称为量子点LED。它跟电视和手机里的内置LED灯(dēng)比较相(xiàng)似,但(dàn)量子点LED有可能会更(gèng)节能(néng)。
为了(le)制作这(zhè)个LED灯,研(yán)究者们必须量身(shēn)定做一台3D打印(yìn)机。制作这(zhè)台(tái)3D打(dǎ)印机他(tā)们花了6个月的时间,并(bìng)且花费了10000到(dào)20000美元。
金属坏作为金属接触电路。顶部有两个聚合物(wù)层,它们(men)一(yī)起将电流(liú)传输到下(xià)一层。它们里面含(hán)有量子(zǐ)点。量子点是硒化镉纳米颗粒包裹在硫(liú)化锌壳中形成的。当电(diàn)子遇到这些量子点(diǎn),它们就会发出橙色或绿色的光。阴极的光是由共晶镓铟形成(chéng)的,通过它向(xiàng)LED外部发出电子(zǐ)流(liú)。
除了(le)将金属和聚合(hé)物结合,还有一些亲水性和疏水性的材料,一(yī)些液体材料和一些固体材料。McAlpine说,在(zài)一个(gè)3D打印产(chǎn)品中用到了大量的(de)不同种类的材料。
3D打(dǎ)印的LED与iphoness屏(píng)幕(mù)上使用的一些LDE处于相同水准(zhǔn),虽然(rán)它们没有打败那些昂贵的LED,但这(zhè)似乎也不(bú)是一(yī)件(jiàn)难(nán)事。通(tōng)过控制量子点(diǎn)的厚度和均匀性,实验不同的油墨配方,3D打印(yìn)LED的性能(néng)会更好。也许有一天,3D打印机变得便宜,人们(men)就可(kě)以(yǐ)自己组(zǔ)装电视和(hé)iphoness。
但McAlpine的想(xiǎng)象(xiàng)更加令(lìng)人兴(xìng)奋。他说:“传统的微电子工业是真的很擅(shàn)长做二维电子(zǐ)产品。无论是电视还(hái)是手(shǒu)机,屏(píng)幕都是平的。但3D打印给了你第三个维(wéi)度(dù),人们可以利用它来(lái)实现一些还没有(yǒu)想到的事情(qíng),例(lì)如3D打印人体的身体结构。”
接下来(lái),McAlpine的团队(去年做了一个(gè)仿生耳),尝试(shì)打印晶(jīng)体管,这(zhè)样他们的3D打(dǎ)印机(jī)可能就会有那种你在计算机芯片中才能找到(dào)的功能(néng)。
物联网(wǎng)时(shí)代的到来,也带来了巨大的产业化机会。根据(jù)MIT Technology Review预测,截(jié)至2020年,世界上的联网设备在数量上将会接近280亿部,而(ér)他们(men)当中有近一半(bàn)都(dōu)不是智能(néng)手机或PC。在(zài)这些众(zhòng)多的智(zhì)能设备中,很多智能设备如智能开(kāi)关等由于(yú)功能简(jiǎn)单并不需要最尖(jiān)端的(de)制造工艺,这也为工艺相对(duì)落后的(de)中国企业(yè)带来更多的机会。