MR技術廣泛應用于科學研究，地質調查和臨床診斷（例如MRI掃描）中。 RF探頭是MR系統的核心組件，通常用于執行電化學分析，原位反應監測和MR成像。廈門大學的研究人員擁有3D打印的射頻（RF）探頭，能夠執行常規和非常規的磁共振（MR）實驗。他們使用3D打印技術開發了一種方法，可以使用比傳統制造技術更精確的線圈結構來定制定制的RF探頭。據他們介紹，這項研究是首次探索這種用于MR系統的集成探頭制造方法的方法。
針對不同情況的集成式MR探頭的3D打印和制造過程。圖片來自廈門大學
3D打印RF探頭
在研究過程中，研究人員演示了一種結合計算機輔助設計（CAD），3D打印和液體熔化注入技術來創建集成式MR探頭的方法。熔融沉積建模（FDM）和立體光刻技術均用于制造探頭，該探頭由帶有微米級導線的RF線圈，定制的樣品室和RF電路接口組成，并包裹在單個印刷聚合物塊中。3D Systems的ProJet 3510 SD 3D打印機用于通過FDM制作MR原型的一個版本，其打印分辨率為30μm。在打印過程中，從打印機的雙噴嘴之一擠出材料，以構造成型結構和空心線圈腔。對于在嘉興山威機電公司的Cyclone W-1打印機上印刷的光刻技術生產的探頭，這些模型是通過光聚合逐層創建的，打印分辨率為25μm。紫外線激光聚焦在一大桶光敏聚合物樹脂上，使分子鏈鏈接形成聚合物，從而構成了探頭的主體。
探針打印后，要進行后處理，然后再使用液態金屬灌注技術創建導電RF線圈。然后將這些注入到3D打印的聚合物塊中的微通道中，該聚合物塊使用透明材料進行印刷，以說明其內部通道結構。經過實驗表明，無論是在電氣性能還是在材料背景信號方面，PLA的性能都很好，因此選擇打印探針的材料是PLA。印刷了各種探頭以研究不同的原位反應，例如動力學監測，電化學反應監測，核磁共振（NMR）和成像。
研究人員使用3D Systems的ProJet 3510SD 3D打印機制造探頭。圖片來自HK Additive。
潛在的應用
除上述實驗外，研究人員還試圖通過定制設計探頭來證明其方法的普遍適用性。性能測試表明，盡管線圈材料的導電性存在某些缺點，但3D打印的探頭仍能以較高的信噪比（SNR）獲得圖像。研究人員稱，這意味著該方法在定制MRI應用方面具有“廣闊前景”。該團隊專注于解決RF探頭傳統制造方法所遇到的精度和集成定制加工缺陷，而不是優化其3D打印替代品的性能。通過當前的方法制造RF探針頭在集成，定制和小型化方面面臨困難。從本質上講，通過這些技術來制造具有復雜或不規則3D結構的RF線圈是不精確且耗時的，特別是考慮到小型化的需求。因此，研究人員試圖通過3D打印實驗來克服這些問題。
盡管目前的性能可能仍不如商用探頭，但該研究證明3D打印探頭能夠滿足團隊定制MR實驗的要求。鑒于此，所提出的方法為用于NMR研究和臨床MRI檢測的定制探頭提供了基礎，并為3D打印組件的MR系統開辟了新的一類應用。
3D打印連續流分離探頭（CFSP）的內部結構和分離原理。圖片來自廈門大學/自然。
3D打印電子
盡管與其他增材制造應用相比3D打印電子產品尚處于起步階段，但在這一領域中不斷開發新技術，而潛在的應用也在不斷擴展。以色列3D打印電子公司Nano Dimension位于這一領域的最前沿。在2019年9月，該公司宣布將使用其DragonFly電子增材制造系統開發3D打印電容器。不久之后，Nano Dimension宣布與韓國技術創新中心Chungbuk Technopark（CBTP）達成了一項多年協議，兩家公司為其首個合作產品開發了功能齊全的3D打印IoT通信設備。最近，該公司與軍事傳感器專家HENSOLDT合作，成功地印刷和組裝了雙面層印刷電路板（PCB），從而使3D打印高性能電子元件的開發更近了一步。
在其他地方，總部位于硅谷的初創公司Space Foundry希望將等離子3D打印引入電子行業，而來自加利福尼亞大學洛杉磯分校（UCLA）的研究人員已經設計出一種比傳統技術快五倍的生產3D打印電子產品的方法。 2月，高精度微型點膠機制造商nScrypt成功地為3D打印電子產品微量分配了一致的50微米焊料和膠點，這可以為將焊料點直接且精確地打印到平坦和不規則形狀的電子板上鋪平道路。
最近，3D打印機制造商Azul 3D與電子公司杜邦合作將“下一代3D打印技術”引入電子材料行業，麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室的研究人員開發了一種名為“ MorphSensor”的新穎3D設計環境，專為3D打印而設計的定制零件，同時兼顧了電子功能和機械功能，德國電子3D打印公司Neotech AMT與漢堡大學開展了一項聯合項目，以開發AI驅動的3D打印電子產品質量保證系統。
圖片顯示了Nano Dimension的DragonFly LDM 3D打印技術的實際應用。通過Nano Dimension拍攝。
來源：中國3D打印網
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高經理
