康考迪亞大學(xué)新突破!超聲波構(gòu)建3D打印技術(shù)

加拿大康考迪亞大學(xué)（Concordia University），簡稱康大，是位于加拿大第二大城市蒙特利爾的一所治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹C合類公立大學(xué)，1974年由兩所百年老校Sir G. Williams大學(xué)與Loyola大學(xué)合并而成?？悼嫉蟻喆髮W(xué)擁有約46000位在校學(xué)生，是加拿大辦學(xué)規(guī)模最大的高等院校之一。加拿大綜合類大學(xué)

光活化和熱活化反應(yīng)在聚合物聚合或熔融沉積的增材制造(AM)-3D打印工藝中占主導(dǎo)地位。據(jù)報(bào)道，加拿大康考迪亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種與目前工藝不同的全新增材制造工藝，該工藝稱為"直接聲音打印"(DSP)。

研究團(tuán)隊(duì)在發(fā)表的論文中談到，超聲激活的聲化學(xué)反應(yīng)提供了一種獨(dú)特的方式在具有極高溫度和壓力以及高加熱和冷卻速率的空化氣泡中產(chǎn)生熱點(diǎn)，這是當(dāng)前增材制造技術(shù)做不到的。

研究團(tuán)隊(duì)通過聲音打印(DSP)技術(shù)與熱固性聚二甲基硅氧烷樹脂材料，打印了0-不同孔隙率和280μm特征尺寸的復(fù)雜幾何形狀。該團(tuán)隊(duì)指出這是目前無法通過其他方法直接打印的。

研究團(tuán)隊(duì)在論文中介紹了DSP的聲化學(xué)發(fā)光、高速成像和過程表征實(shí)驗(yàn)以及遠(yuǎn)程打印等潛在應(yīng)用，并指出該方法使用超聲波作為能源，成為現(xiàn)有增材制造的一種替代路線。

論文中談到，在該技術(shù)的當(dāng)前版本中，換能器用于通過腔室的側(cè)面將聚焦的超聲波脈沖發(fā)送到包含在其中的液態(tài)聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹脂中。這樣做會產(chǎn)生超聲波場，這會導(dǎo)致快速振蕩的微小氣泡在樹脂的特定點(diǎn)暫時(shí)形成。

當(dāng)這些氣泡振蕩時(shí)，它們內(nèi)部的溫度會上升到大約15000開氏度（14727ºF或26540ºF），并且它們內(nèi)部的壓力會攀升到超過1000巴（14504psi）。盡管溫度和壓力的突然升高僅持續(xù)皮秒（萬億分之一秒），也會導(dǎo)致樹脂在氣泡的確切位置固化。

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康考迪亞大學(xué)新突破!超聲波構(gòu)建3D打印技術(shù)

因此，通過沿預(yù)定路徑逐步移動(dòng)傳感器，可以構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的三維物體，一次只有一個(gè)微小的像素。除了能夠生產(chǎn)非常小的、詳細(xì)的物品外，DSP還允許在具有不透明表面的其他結(jié)構(gòu)內(nèi)非侵入性地打印結(jié)構(gòu)。加拿大康考尼亞大學(xué)

例如，利用這項(xiàng)技術(shù)，飛機(jī)機(jī)械師可以在不打開飛機(jī)機(jī)身的情況下，在內(nèi)部零件上進(jìn)行3D打印維修。甚至可以在患者體內(nèi)3D打印植入物，而無需進(jìn)行手術(shù)。

康考迪亞大學(xué)的商學(xué)院被普遍認(rèn)可為世界一流的商學(xué)院，是加拿大第一所通過國際高等商學(xué)院協(xié)會（AACSB）認(rèn)證的商學(xué)院，眾多知名商界精英與金融界領(lǐng)袖都曾在此求學(xué)。

工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)院實(shí)力強(qiáng)勁，所有專業(yè)都獲得了“加拿大工程認(rèn)證機(jī)構(gòu)（CEAB）”和“美國工程技術(shù)認(rèn)證機(jī)構(gòu)（ABET）”的認(rèn)證，畢業(yè)生在業(yè)界口碑良好。藝術(shù)方面，康考迪亞大學(xué)的電影學(xué)院是加拿大最大的高校電影研究中心，其畢業(yè)生包括奧斯卡獎(jiǎng)和金馬獎(jiǎng)得主。隸屬文理學(xué)院的教育系科研實(shí)力強(qiáng)勁，其教育學(xué)及應(yīng)用語言學(xué)項(xiàng)目聲望極高。

康大以盛產(chǎn)總裁而聞名，在畢業(yè)生任世界500強(qiáng)企業(yè)總裁數(shù)排名中位列世界第33位，其畢業(yè)生包括加拿大帝國商業(yè)銀行總裁McCaughey，加拿大第二大電訊公司TELUS的總裁Entwistle，加拿大第一大保險(xiǎn)公司MANULIFE的總裁Alessandro，加拿大第一大金融集團(tuán)Power Corporation of Canada的總裁Desmarais，全球第一大金礦公司Barrick Gold的總裁Wilkins，財(cái)富排名世界第一的建筑公司AECOM的水電和大壩業(yè)務(wù)北美副總裁Vissa等。