从数字文件创建物理对象的想法似乎令人兴奋。 她记得《星际迷航》的复制者可以做任何事情，从衣服到宇宙飞船的零件以及食物。 当今的3D打印正朝着这个方向迈出令人印象深刻的一步，这对许多制造商来说都非常有意义。 例如，有可能在相对简单的设备上打印复杂电子设备的组件-正如我的研究团队刚刚
演示的那样 ，我们认为，它是通过在3D打印机上创建第一个麦克风来实现的。
对于3D打印，已经有很多
不同的材料可用，包括类似于木材和银的材料。 但是，大多数机器仅限于使用合成材料-塑料，橡胶聚合物和尼龙。 通常，机器一次只打印一种材料，或者切换两到三种材料的调色板。 但是，这仍然具有巨大的潜力，尤其是在赋予材料不同的性能方面。 这可以通过混合具有所需性能的另一种材料的纳米颗粒来实现。
例如，如果您希望您的材料传导电流，则可以向其中添加银，金或碳纳米管。 这使得可以印刷电子电路。 如果您需要压电性-通过压缩来发电-您可以在材料中添加钛酸钡。 生成的物体可以变成声音或热量传感器，或者变成动力驱动器，使其他组件运动的设备。
在单次打印期间在电路，传感器和执行器之间切换时，您可以整体创建可用的电子组件。 近年来，人们已经使用这种技术来制造诸如透镜或面板的
光学组件或
加速度计之类的东西，该
加速度计可测量从跑步者到地震的各种物体的运动。 她还允许我们创建麦克风，仅用六个小时即可将其从数字文件转换为现实。
归档您的塑料
理想情况下，我们希望使用MakerBot最受欢迎的3D打印机之一，其起价为1000英镑，但他们不喜欢在材料中添加微小的颗粒。 它们通过挤压塑料线来工作，然后冷却并固化，纳米颗粒会堵塞该系统-尤其是如果添加大量它们以增强材料的性能。
相反，我们以6,000英镑的价格使用了Asiga Pico 27 plus。 它使用“
数字光处理 ”，并通过用紫外线照射来固化塑料。 该灯内置4000个微镜，类似于家用投影仪中使用的镜。 为了制作模型，打印机将一组二维图像投影到液态塑料上，并在每次固化该层时将模型稍微向上移动。 纳米粒子会改变固化所需的照明时间，并稍微吸收和散射入射光，但是考虑到这一点，印刷可以非常成功地完成。
该技术的缺点之一是它不擅长更改材料类型。 由于原始材料是液态塑料，因此必须将其保存在容器中：在打印下一层时，模型应浸入液体中。 要更换材料，您必须停止所有操作并手动更换储罐，然后再打印下一层。
可以通过在模型中留一个孔代替其他材料来避免这种情况。 然后，您可以更改材质并在此孔内打印，从而生成具有相互连接的内部属性的三维对象。
接下来会发生什么
工作麦克风的3D打印技术问题主要涉及过程控制，选择毫秒级精度的紫外线辐射时间以及精心组合和混合不同材料。 最终结果是该设备的行为几乎类似于普通麦克风，但信噪比差且导电层的电阻大。 例如，他无法与智能手机中的硅麦克风相提并论。
我们的麦克风其他尝试使用纳米复合材料进行打印的团队也面临类似的问题。 在我提到的光学组件或加速度计的制造中，他们通常试图将预制的微芯片和传感器嵌入到打印的物体中，或者在打印后校正塑料。 例如，我们还没有达到从头开始打印质量不错的智能手机的地步：三星和苹果仍然可以放松。
但是，我们目前的能力仍然为我们提供了惊人的可能性，特别是因为好的驱动器比好的传感器更容易打印。 欢迎来到新兴的
软机器人领域，在这里，有可能像人类一样轻柔而准确地进行
捕捉 。 或纳米机器人，如折纸一样，在到达人体所需器官后就
解开了； 甚至整个机器人，例如
引用的鱼 ，都能够模仿动物的复杂动作。
这种设备的原型已经存在，尽管它们结合了印刷和常规组件。 10年后，最有可能将整个内容打印出来。 因此，就像24世纪《星际迷航》中的角色一样，我们很快将能够使用一些有趣的设备选择文件并按订单打印。 你怎么说-柔软的机器人触手？ 好吧，尽管对于此类事情还没有移动应用程序，但这只是
时间问题 。