高通量3D列印工藝，哈佛大學的直接書寫技術的特點是什麼？

要提高3D列印的速度，在粉末床激光熔化工藝領域，通過增加激光光束或安裝激光陣列來提高列印速度；在材料噴射3D列印工藝領域，通過多噴嘴的方式可以顯著提升列印速度。

在高通量的多噴嘴3D列印工藝方面，已經實現商業化的企業不在少數。其中Xjet的噴墨列印系統每秒鐘噴射出上千滴「油墨」，聽起來有點像大幅面數碼列印在Z軸上增加了一個維度。其他包括惠普的多射流熔融技術，則將3D列印速度提升了十倍。

高通量3D列印領域，另一個十分具有想像空間的技術是直接書寫技術，這項技術專利中就包括哈佛大學Lewis教授的直接書寫專利，那麼這一Direct Write列印技術除了實現高通量的3D列印工藝，還有哪些特點呢？

又快又准

還可以多材料！

Lewis教授的直接書寫技術描述中重點是多噴嘴Multinozzle沉積系統，這個系統包括兩個獨立的微通道網路，第一微通道網路和第二微通道網路。第一種油墨主要是高分子塑料，包括硅膠以及環氧樹脂組成的油墨。

Lewis教授認為這種直接書寫的列印技術有利於創建最小收縮和變形的結構，並且可實現大尺度列印的可能，這種可以用來實現平面和三維維度上微結構的零件快速生產具有廣闊的應用空間。具體可商業化的領域包括印刷電子、太陽能電池、微流體晶元、新型複合材料、組織工程等。

根據3D科學谷的市場研究，在直接書寫3D列印工藝方面，LLNL美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室也頗為活躍，LLNL還開展了一個新的金屬3D列印技術研究項目–金屬直寫技術（Direct Metal Writing），並希望通過該技術克服目前粉末床3D列印技術所存在的不足。

與粉末床3D列印技術不同的是，LLNL金屬直寫技術所使用的列印材料不是金屬粉末，而是由金屬鑄塊加熱而成的半固體狀材料，材料中的固體金屬顆粒被液體金屬所包圍，呈現出膏體一樣的狀態。像膏體一樣的金屬材料在壓力的作用下，通過列印噴嘴擠出。

與哈佛大學Lewis教授的直接書寫專利中提到的一致，這種工藝的關鍵在於如何掌握材料的流動屬性。

而LLNL實驗的高性能計算能力可以準確模擬材料的流動，LLNL將這種模擬技術用在開發碳纖維複合材料的3D列印工藝上，模擬了碳纖維複合材料流經3D印表機噴頭，以數以千計的液滴形成固體的過程。

此外，德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）還開發出了一種神奇的3D列印墨水。它是一種光敏材料，可以通過納米級的直接激光書寫（DLW）技術3D列印成立體產品。這種技術可以用來列印醫療領域的細胞培養支架。

在具體的應用端，GE已經成為這種技術的先行應用者，他們通過「直接書寫」3D印表機來為無線天線和其他感測器製造鑲嵌部分以及刻畫電子電路，這些列印材料含銀或其它金屬材料，通過3D印表機將氮氣與銅、銀、金液滴和半導體墨水混合在一起，然後一層層「刻畫」出所需要的電路來。

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