光活化和熱活化反應在聚合物聚合或熔融沉積的增材制造 (AM)-3D打印工藝中占主導地位。據報道，加拿大康考迪亞大學的研究團隊提出了一種與目前工藝不同的全新增材制造工藝，該工藝稱為" 直接聲音打印 " ( DSP ) 。

▲該研究論文題為 "Direct sound printing"，已發(fā)表在 Nature Communications 上。

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研究團隊在發(fā)表的論文中談到，超聲激活的聲化學反應提供了一種獨特的方式在具有極高溫度和壓力以及高加熱和冷卻速率的空化氣泡中產生熱點，這是當前增材制造技術做不到的。

研究團隊通過聲音打印 (DSP) 技術與熱固性聚二甲基硅氧烷樹脂材料，打印了0-不同孔隙率和280 μm 特征尺寸的復雜幾何形狀。該團隊指出這是目前無法通過其他方法直接打印的。

研究團隊在論文中介紹了 DSP 的聲化學發(fā)光、高速成像和過程表征實驗以及遠程打印等潛在應用，并指出該方法使用超聲波作為能源，成為現有增材制造的一種替代路線。

論文中談到，在該技術的當前版本中，換能器用于通過腔室的側面將聚焦的超聲波脈沖發(fā)送到包含在其中的液態(tài)聚二甲基硅氧烷 ( PDMS ) 樹脂中。這樣做會產生超聲波場，這會導致快速振蕩的微小氣泡在樹脂的特定點暫時形成。

當這些氣泡振蕩時，它們內部的溫度會上升到大約 15000 開氏度（14727 F 或 26540 F），并且它們內部的壓力會攀升到超過 1000 巴（14504psi）。盡管溫度和壓力的突然升高僅持續(xù)皮秒（萬億分之一秒），也會導致樹脂在氣泡的確切位置固化。

因此，通過沿預定路徑逐步移動傳感器，可以構建一個復雜的三維物體，一次只有一個微小的像素。除了能夠生產非常小的、詳細的物品外，DSP 還允許在具有不透明表面的其他結構內非侵入性地打印結構。

例如，利用這項技術，飛機機械師可以在不打開飛機機身的情況下，在內部零件上進行 3D 打印維修。甚至可以在患者體內 3D 打印植入物，而無需進行手術。