將3D打印與CT掃描相結(jié)合，可以實現(xiàn)快速逼真的3D打印物體

來源：賢集網(wǎng)

一種新的3D打印機將CT掃描儀的原理與材料的光照建模相結(jié)合，在創(chuàng)紀錄的時間內(nèi)生產(chǎn)出具有獨特屬性組合的物體。

想象一下，只需按下 "打印 "鍵，就能生產(chǎn)出阿爾伯特-愛因斯坦半身塑像的副本，它配備了柔軟的臉頰、堅實的額頭，并包含大腦奇跡的物理復(fù)制?；蛘吒钊擞∠笊羁痰氖牵粋€具有與真實心臟相同硬度的人工心臟。這只是丹麥技術(shù)大學(xué)（DTU）的研究人員正在努力用一種基于光的新3D打印技術(shù)使3D打印物體成為現(xiàn)實的幾個例子。

據(jù)這個多部門團隊的領(lǐng)導(dǎo)者說，該打印機利用了反轉(zhuǎn)CT掃描的原理。"我們的打印機將在計算機斷層圖像的交匯處構(gòu)建一個實體物體。該技術(shù)使我們能夠建立嵌入不同屬性和材料過渡的三維物體。"研究人員說。

CT掃描通過重組從X射線投影中獲得的大量二維圖像中的信息，提供一個三維圖像，例如大腦，這些圖像圍繞病人旋轉(zhuǎn)并顯示出不同的組織類型。另一方面，新的3D打印機將通過讓光線照射到旋轉(zhuǎn)的物體上，并根據(jù)由二維圖像組成的三維圖像來塑造物體。

在三個平面上打印
盡管目前的3D打印機以三維方式生產(chǎn)物體，但實際打印是在較低的維度上進行的。材料，例如塑料樹脂，被逐層固化，或逐點固化，并在打印板上自下而上地打印出物體。然而，新的3D打印機實際上將在三維空間進行打印，研究人員解釋說："我們使用一種稱為斷層槽光聚合（TVP）的方法，它允許我們同時打印一個三維物體的所有點。人們必須想象一個裝有液體聚合物的盒子--一種聚合物打印機墨水。通過將墨水暴露在特定波長的光線下，由3D圖像決定，并以CT掃描的方式建立起來，墨水就會變成所需形狀的固體。"

可以調(diào)整彈性
研究人員正在為光敏聚合物樹脂的新配方開發(fā)合適的儀器類型，這對于利用光依賴型3D打印技術(shù)的巨大優(yōu)勢之一非常重要。研究人員說："我們可以根據(jù)我們的計算機模型，通過控制來自光源的不同波長，來改變我們的3D物體的柔軟度?！?br />
到目前為止，該打印機已經(jīng)成功地用功能分級的材料打印出各種復(fù)雜的幾何形狀。這位研究人員解釋說，該打印機的潛力遠遠延伸到各種物品的商業(yè)生產(chǎn)。但快速調(diào)整打印物的柔軟度和形狀的獨特可能性也意味著他看到了在為需要新的、有功能的組織和器官的病人進行人工替代物的血管化方面的潛力。

研究人員說："我們的3D打印的詳細程度和靈活性將有望如此廣泛，以至于該技術(shù)可用于生產(chǎn)使用生物聚合物作為'墨水'的完全血管化的構(gòu)造。這項技術(shù)也許能夠復(fù)制血管、毛細血管和肌肉的柔軟度和獨特的堆積。還有很長的路要走，但希望打印機能讓我們更接近這個目標(biāo)。"

前所未有的速度

雖然該打印機的一些潛在好處還在未來幾年內(nèi)，但它已經(jīng)具備了可以徹底改變3D打印的功能。通常情況下，3D打印的速度取決于物體的復(fù)雜性和體素的數(shù)量。體素是三維像素，可以描述為構(gòu)成圖像的所有小點，或者在體素的情況下，是三維圖形中的點。

然而，由于新的3D打印機使用倒置的CT圖像作為模板，并簡單地用光線改變聚合材料，而不是一個點一個點地打印，因此物體幾乎可以立即被生產(chǎn)出來。原則上，該技術(shù)允許人們發(fā)送一個物體的CT掃描，然后按下'打印'。之后的那一刻，就會有一個現(xiàn)實生活中柔軟的物體的副本。