相比于其他传统制造工艺，利用3D打印机，可以使无法加工或者加工价格昂贵的制品以一定低成本的方式成型出来。但是，3D打印机在工业化生产中的应用进程一直很慢。

这是由于3D打印技术在成型制品时是按照逐层的顺序打印的，本质上是一遍遍的二维印刷。加州雷德伍德城创业碳3D公司的创始人兼首席执行官，化学工程师Joseph DeSimone则宣称，根据制品和材料的不同，其公司的3D打印技术将比普通的3D打印技术快25倍到100倍。

DeSimone期待碳3D打印机在未来可以用作制造轻质高强的飞机或汽车零部件，同时减少燃料的消耗。他还期待利用3D打印技术能够快速打印定制制品，以适合不同用户的各种需求，例如在手术室中生成与病人匹配的动脉支架。

1。工程师将粘性聚合物前驱体注入打印机。底部的窗口可以使光从紫外光光投影仪中透过，窗口也可以渗透氧气。

2 - 4。逐帧，紫外线经过化学浴，其中的一些光线是可见的紫色光。

5 - 6。暴露的化学前驱体硬化后，机械手臂将制品推入浴池。底部的一层薄薄的氧气避免了制品的进一步硬化。

 

7。工程师将已完成的制品移除，打印过程持续了17分钟。该公司表示，当拍照时间不延缓时，这种制品可以在7分钟内完成。

8。这是该骨骼制品的一个扩大结构模型。因为十分容易铣掉部分固体聚合物材料，这种结构的模型无法使用一个模具成型。

9。这个3D-打印的圆柱体硬树脂具有高强的性能，但其重量并没有增加。这种设计可以用来代替金属作为飞机座椅的支持结构。

 

10 – 11。打印机也可以制备弹性、柔性的弹性体，如耐磨鞋底或者耳机。相比之下，传统的加法制造法无法制备出弹性体。

碳3D打印的制备过程是一个有限元分析的过程，它使用投影模式，将利用紫外光催化形成的固体聚合物树脂注入池中。有限元是典型的停止-启动过程，待成型制品必须处于池的底部，每束光后必须撬开制品。这个过程要一直重复，导致每一层的制备十分缓慢，当层与层之间的结合不够紧密时，往往使得制品的强度出现问题。

碳3D打印技术中的液体树脂处于窗口的底部。窗口像隐形眼镜一样可以透水、透光、透氧气，这就可以抑制聚合物的化学反应，防止聚合物在底部的固化。当碳3D技术进行连续印刷时，3D打印技术的整个过程就会快很多，由此产生的材料强度也会更高。 DeSimone说：“看起来，整个过程就像是在水中生长起来一样。”

其他研究人员已经证明可以制备出打印设备（包括一些碳3D打印机器），其中的一些设备的打印功能分辨率甚至比该公司的更高。北卡罗莱纳大学的 DeSimone于2013年离开公司，筹集了5100万美元的资金，创立了碳3D公司，深入发展打印机和高分子材料。今年3月，该公司在《科学》上发表了自己的一项技术，一个利用粘性池快速制备埃菲尔铁塔的视频。

DeSimone说，虽然机械工程师已经设计出很多的商业3D打印系统，但是他的研究主要集中于碳3D打印技术，并制备出具有新型能的材料。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼    校正：摩天轮