3D打印的應(yīng)用以令人暈眩的速度增長。近來，一項新策略將塑料、3D打印和電鍍結(jié)合，可輕松生成復(fù)雜的研發(fā)儀器，用于操控每個分子。

研究人員Andeas Osterwalder采用3D打印，用塑料創(chuàng)建出了分子束分裂器，然后再電鍍上鎳，使儀器看起來細(xì)密精致，機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性都能滿足實驗需求。

Osterwalder他的同事在最近一期《應(yīng)用物理研究》雜志上，發(fā)表了他們的研究論文。3D打印制造商柏林Formlabs公司在其營銷材料上轉(zhuǎn)發(fā)了他們的論文。Osterwalder從他位于瑞士洛桑的瑞士聯(lián)邦工學(xué)院的辦公室發(fā)出的郵件稱："這為我們的各種實驗提供了無限的可能性。以前的實驗必須進(jìn)行各種試驗，探討其可能性。3D打印出現(xiàn)后，我們可自由地進(jìn)行設(shè)計，只要想到哪種需要的結(jié)構(gòu)，就可以生產(chǎn)出來。"

奧斯瓦爾多表示，他花了一周多時間，構(gòu)造出分子束分離器，包括CAD工程以及將3D零件移進(jìn)移出電鍍室�？偛课挥谌鹗克狗叶喾虻腉alvotec公司提供了電鍍服務(wù)。

如果要在EPFL機(jī)構(gòu)實驗室生產(chǎn)同樣的零件需要幾個月的時間，此外，分子束分離器包含單獨的導(dǎo)電和絕緣零部件，對準(zhǔn)和安裝比較困難。

而3D打印這一零件的成本約50美元，主要是樹脂的成本。另外，電鍍的成本大約是幾百美元。分子束分離器長約一英尺，包括三個3D打印的部分。Formlabs公司的Form2打印機(jī)分辨率為0.025毫米，足以保證零件即使在電鍍后，也有精確的尺寸。分離器能夠承受惡劣的條件，因為它可在氣象條件下分離分子束，不會使復(fù)合分子接觸到分離器表面。實驗通常在絕對零度條件下進(jìn)行，實驗過程中操控分子時，金屬結(jié)構(gòu)的電壓可高達(dá)一萬伏。

Formlabs的Form2打印機(jī)價格親民，與定價較高的SLA競爭客戶。它的分辨率在Z軸可達(dá)25微米，X軸和Y軸為100微米。Formlabs的所有3D打印樹脂均內(nèi)部設(shè)計。目前它有15種庫存樹脂，具有生物兼容到工程性能等各種特點。所有樹脂均在打印完成后通過紫外線照射固化。

Formlabs公司應(yīng)用工程師Amos Dudley在波士頓辦公室接受電話采訪時說，3D打印的零件如果要進(jìn)行電鍍，必須非常光滑。電鍍金屬(一般為鎳或銅)的厚度最低為5微米。金屬厚度高會使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高，但會犧牲零件細(xì)節(jié)。

Form2于2015年推出，是專業(yè)級的立體平板印刷打印機(jī)，較成本較低的熔融沉積造型打印機(jī)或金屬燒結(jié)打印機(jī)的分辨率高得多。

耐磨堅固的表面可以鍍鎳，EMI防罩和導(dǎo)熱但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低的可以鍍銅，這是巴爾的摩大型電鍍公司Repliform的總裁Sean Wise向我們解釋的。Repliform為航天應(yīng)用的許多3D打印零件進(jìn)行過電鍍，航天應(yīng)用的許多小型電氣罩都需要進(jìn)行EMI防護(hù)。航天業(yè)還有些零件表面必須具備鎳才能提供的耐磨性。

Repliform每年處理的零件上萬。Wise表示，一般情況下進(jìn)行基礎(chǔ)性電鍍會使3D打印零件的成本增加50%，他和他妻子兼合伙人自2001年起為SLA零件提供電鍍服務(wù)，營業(yè)額年增幅在10%到15% 。他解釋說："我們并沒有刻意降低成本。"除了成本，金屬與塑料組合正向新市場開放。他說："人們可以通過數(shù)字?jǐn)z影來給自己塑尊像，電鍍后看起來就像是銅像。"

Formlabs 2011年成立于麻省理工學(xué)院。這家企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到300人，在美國、德國、日本和中國都有分支機(jī)構(gòu)。

(關(guān)鍵字：塑料 3D打印)