将3D打印与CT扫描相结合，可以实现快速逼真的3D打印物体

来源：贤集网

一种新的3D打印机将CT扫描仪的原理与材料的光照建模相结合，在创纪录的时间内生产出具有独特属性组合的物体。

想象一下，只需按下 "打印 "键，就能生产出阿尔伯特-爱因斯坦半身塑像的副本，它配备了柔软的脸颊、坚实的额头，并包含大脑奇迹的物理复制。或者更令人印象深刻的是，一个具有与真实心脏相同硬度的人工心脏。这只是丹麦技术大学（DTU）的研究人员正在努力用一种基于光的新3D打印技术使3D打印物体成为现实的几个例子。

据这个多部门团队的领导者说，该打印机利用了反转CT扫描的原理。"我们的打印机将在计算机断层图像的交汇处构建一个实体物体。该技术使我们能够建立嵌入不同属性和材料过渡的三维物体。"研究人员说。

CT扫描通过重组从X射线投影中获得的大量二维图像中的信息，提供一个三维图像，例如大脑，这些图像围绕病人旋转并显示出不同的组织类型。另一方面，新的3D打印机将通过让光线照射到旋转的物体上，并根据由二维图像组成的三维图像来塑造物体。

在三个平面上打印
尽管目前的3D打印机以三维方式生产物体，但实际打印是在较低的维度上进行的。材料，例如塑料树脂，被逐层固化，或逐点固化，并在打印板上自下而上地打印出物体。然而，新的3D打印机实际上将在三维空间进行打印，研究人员解释说："我们使用一种称为断层槽光聚合（TVP）的方法，它允许我们同时打印一个三维物体的所有点。人们必须想象一个装有液体聚合物的盒子--一种聚合物打印机墨水。通过将墨水暴露在特定波长的光线下，由3D图像决定，并以CT扫描的方式建立起来，墨水就会变成所需形状的固体。"

可以调整弹性
研究人员正在为光敏聚合物树脂的新配方开发合适的仪器类型，这对于利用光依赖型3D打印技术的巨大优势之一非常重要。研究人员说："我们可以根据我们的计算机模型，通过控制来自光源的不同波长，来改变我们的3D物体的柔软度。”

到目前为止，该打印机已经成功地用功能分级的材料打印出各种复杂的几何形状。这位研究人员解释说，该打印机的潜力远远延伸到各种物品的商业生产。但快速调整打印物的柔软度和形状的独特可能性也意味着他看到了在为需要新的、有功能的组织和器官的病人进行人工替代物的血管化方面的潜力。

研究人员说："我们的3D打印的详细程度和灵活性将有望如此广泛，以至于该技术可用于生产使用生物聚合物作为'墨水'的完全血管化的构造。这项技术也许能够复制血管、毛细血管和肌肉的柔软度和独特的堆积。还有很长的路要走，但希望打印机能让我们更接近这个目标。"

前所未有的速度

虽然该打印机的一些潜在好处还在未来几年内，但它已经具备了可以彻底改变3D打印的功能。通常情况下，3D打印的速度取决于物体的复杂性和体素的数量。体素是三维像素，可以描述为构成图像的所有小点，或者在体素的情况下，是三维图形中的点。

然而，由于新的3D打印机使用倒置的CT图像作为模板，并简单地用光线改变聚合材料，而不是一个点一个点地打印，因此物体几乎可以立即被生产出来。原则上，该技术允许人们发送一个物体的CT扫描，然后按下'打印'。之后的那一刻，就会有一个现实生活中柔软的物体的副本。