想要在同一塊打印件上同時獲得骨骼般的堅硬和肌肉般的柔韌？這已不再是幻想。據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報道，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究團隊在3D打印領(lǐng)域取得突破。他們通過開發(fā)微米級性能可控的3D打印新工藝，僅需改變光照強度，就能在同一物體上按需調(diào)控硬度與透明度。實現(xiàn)這種低成本、高精度的技術(shù)意味著，未來醫(yī)學(xué)學(xué)生或許能在觸感極為逼真的“打印人體”上練手，而無需昂貴的特種設(shè)備。
這項被命名為“熱塑性材料增材制造中的結(jié)晶度調(diào)控”（CRAFT）的技術(shù)，其核心秘密并不在于材料本身的復(fù)雜性，而在于如何用光來精準(zhǔn)“塑形”材料的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。在打印過程中，研究人員利用商用3D打印機將一系列灰度圖像投影到液態(tài)樹脂中，通過不同灰度產(chǎn)生的光強差異，誘導(dǎo)材料在固化時形成不同程度的結(jié)晶。這種微觀層面的差異，最終在宏觀上轉(zhuǎn)化為截然不同的力學(xué)和光學(xué)表現(xiàn)。
與傳統(tǒng)多材料打印不同，CRAFT技術(shù)是在同一種材料內(nèi)部“原位誘導(dǎo)”出性能差異。這種方法更接近自然界組織結(jié)構(gòu)的連續(xù)變化方式，避開了多材料結(jié)構(gòu)中常見的界面失效和斷裂問題，使模型在受力和形變上表現(xiàn)得更像真實的人體組織。
在醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，CRAFT可構(gòu)建同時包含“硬—軟”多種力學(xué)特性的三維模型，模擬骨骼、韌帶和肌肉等組織之間的真實連接關(guān)系。相比傳統(tǒng)3D打印模型，這類結(jié)構(gòu)在受力和形變上的表現(xiàn)更接近真實人體組織。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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