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新型CRAFT技术问世:单材料3D打印高仿真人体手掌,革新医学训练

德克萨斯大学奥斯汀分校联合桑迪亚等国家实验室的研究团队,开发出一种名为CRAFT(热塑性塑料增材制造中的结晶度调控)的新型3D打印方法。


该技术能够使用单一材料和低成本商用数字光处理打印机,在微观尺度上制造出机械与光学特性连续变化的复杂结构。



这项由扎克·佩奇副教授领导的研究,通过调控光照强度控制环辛烯树脂的结晶度,实现了在像素级别上对材料硬度和透明度的精确编程。


“我们可以在三维空间内控制分子层面的有序度,这样做完全改变了材料的机械和光学属性。”佩奇表示,“而且,我们仅通过改变光强,就可以仅用一种极其简单、廉价的材料实现这一切。其核心的简洁性正是最令人兴奋的地方。”



作为概念验证,研究团队成功制造了一个人类手掌模型,该模型无缝模拟了皮肤、骨骼、韧带和肌腱等不同组织的力学特性。高强度光线可生产出刚硬如骨骼的结构,而较低光强则定义出更类似于肌肉的柔性区域。


这项技术有望改进医学训练领域,相较于传统的人类遗体解剖样本,它提供了一种更经济高效、伦理争议更少且资源依赖性更低的选择。



同时,CRAFT技术也适用于制造具有能量吸收特性的防护装备,例如头盔和装甲。其仿生设计潜力允许构件内部呈现软硬交替的复杂结构,以更好地抵御冲击。


佩奇教授强调,与此技术兼容的DLP或LCD打印机成本低廉,入门门槛较低。然而,该技术现阶段仍面临材料体系局限、打印一致性等挑战。



与传统多材料打印技术相比,CRAFT解决了不同材料间结合效果不佳、在应力下易失效的问题。当前,打印出的部件虽不能完全回收,但可通过熔化或溶解进行材料再铸造。这项研究获得了美国能源部、国家科学基金会等机构的资助。

01-31 07:41 转载自:voxelmatters,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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