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【加點製造】3D 列印再突破!看不見的標籤和聲音都能印?

   

作者:Addmaker

隨著技術不斷創新、材料研發越發多元,3D 列印的成品從模型、大型建築物、食物到人體器官,各式各樣幾乎能想像到的,3D 列印都能列出來。3D 列印已打破過去認為僅能用於小量試產、娛樂用途的認知,其應用與發展將持續驚艷你我的眼睛。本篇文章要帶大家來看 2 個 3D 列印的新突破。

「看不見」的紅外線標籤能用 3D 列印製作?

條碼標籤可說是現代商品外包裝不可或缺的項目,用來結帳、追蹤物流、標示產地與製作方式等,輕輕用條碼機逼一下,就可以提供各式各樣消費者或是商家所需要的訊息,即便如此,雖然實用性高,但它們絕不是什麼特別賞心悅目的設計。MIT 的研究團隊最近推出了一款設計,結合特殊的 3D 列印材料,製作出人眼「看不到」的條碼。

主持這項研究的博士生 Mustafa Doga Dogan 利用紅外線影像肉眼無法看見,卻能夠利用紅外線攝影機讀取的特性,巧妙地將條碼訊息「隱藏」在所有人的眼皮子底下,他們稱此技術為InfraredTags。

InfraredTags 使用兩種塑膠材料進行編碼,所使用的塑膠材料其中一種會吸收可見光,但不會吸收紅外線,因此在肉眼底下正常的塑膠,卻會在紅外線之下露出痕跡。團隊應用兩種材料,排列出一般智慧型手機可以讀取的 QR code,如此生成有條碼的部位,在肉眼底下就只是尋常的塑膠,與產品本身並無差別,但如果掏出紅外線攝影機或者有搭配紅外線呈像功能的手機,就無所遁形了。

Dogan 團隊已經應用 InfraredTags 進行許多測試,包括列印馬克杯、WiFi 分享器的外殼──可以直接將 WiFi 的名稱與密碼隱藏在外表看似尋常的外殼上。此外,他們還嘗試應用相關的技術在虛擬的機械控制 ─ 將 InfraredTags 放在廉價的方向盤表面,搭配紅外線攝影機偵測條碼的位置,就可以操作電玩遊戲。

(圖片來源:Addmaker提供)

InfraredTags 的相關研究將於今年春天於美國紐奧良舉行的 ACM CHI 研討會中發表。InfraredTags 的應用空間非常廣大,團隊希望未來能進一步將其發展於智慧型手機、虛擬實境眼鏡等裝置的應用,甚至於未來的人們有可能不需要特地去掃條碼,InfraredTags 加上一些設計,有機會在人們不知不覺間,提供購物或路線的指引與資訊。

隔空也能印!「聲音」3D 列印技術研發中

3D 列印已經是多數人耳熟能想的數位製造技術,大家想到的通常是在 3D 列印機上由列印頭一層一層完成的塑膠、樹脂成品的積層製造,而最近由加拿大康考迪亞大學(Concordia University)所發表的 3D 列印技術,完全跳離了這個範疇,此列印技術被稱之為「直接聲音列印」(direct sound printing,DSP)。

目前的技術使用集中的超音波脈衝,在液態聚二甲基矽氧烷(polydimethylisiloxane,PDMS)樹脂中特定的位置製造超聲波場、暫時產生微氣泡(microscopic bubble),並成形且快速震盪。這些快速震盪的氣泡在短時間內,溫度和壓力都會快速上升,溫度高達約攝氏 14727 度,內部壓力則高達約 987 個大氣壓,雖然持續時間短到僅有 1 皮秒(picosecond),但已經足以使該位置的樹脂固化。

因此,如果逐步移動超聲波脈衝指向的位置,一次一個點固化,就可以列印出一個複雜而精細的立體物件,除了能夠製作非常微小而精緻的列印品之外,DSP 作為超音波具有穿透的特性,還可以在各種結構的「內部」進行列印。

 

舉例來說,應用這項技術,修理飛機的技師可以在不需要打開機身的情況下,以超音波列印的方式進行維修;醫生可以在患者的體內直接 3D 列印要植入的支撐材料,而不需要以外科手術的方式進行植入。

(圖片來源:Addmaker 提供)

除了前述的 PDMS 樹脂,科學家還成功使用了 DSP 的技術列印出陶瓷材質的成品,未來打算試驗聚合物與金屬的複合材料,最終甚至可能挑戰純金屬列印。

現階段超聲波脈衝的技術已經被用於組織與腫瘤的消除等破壞性的手術,而或許在不遠的未來,超聲波脈衝技術除了「破壞」,也可以用於跨越組織障礙進行「建設」。

(本文經同意轉載自 Addmaker 加點製造;原文為應用特殊材料,以3D列印製作「看不見」的紅外線標籤隔空也能印:新品種的「聲音」3D 列印技術研發中;責任編輯:賴佩萱)

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Author: 加點製造 AddMaker

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