激光切割機“變身”3D打印機：醫療領域大顯身手

　　日前，美國萊斯大學(Rice University)的生物工程研究人員將一臺商業級的二氧化碳激光切割機改裝成了開源的選擇性激光燒結(SLS)3D打印機。這款被命名為OpenSLS的3D打印機可以使用粉末狀塑料材料打印3D對象。研究人員們將這項成果寫成論文發表在了PLoS ONE上。

　　據了解，這款開放源碼的OpenSLS的性能指標與市場上銷售的SLS 3D打印機類似，但是成本要低得多。前者使用的是低成本的開源微控制器，總建造成本不到1萬美元;而商業性的SLS 3D打印機市場價格通常是40萬美元起，有的價格可高達100萬美元。

　　該研究的共同作者、該校的生物工程助理教授Jordan Miller介紹說，他們希望能夠使用SLS技術來制造一些研究中經常用到的復雜形狀，比如肝臟的血管網絡等，這是普通的FDM 3D打印技術所無法完成的。Miller教授的專業方向就是將3D打印用于組織工程和再生醫學。

　　他說，當前市場上的SLS 3D打印機一般不允許用戶使用自己的粉末材料來打印對象，但是研究人員們卻希望能夠嘗試各種生物材料以用于再生醫學等生物醫學領域。正是基于這個原因，他們才決定設計自己的SLS 3D打印機。

　　據該項研究的合作者、Miller團隊的研究生Ian Kinstlinger介紹說，他們的SLS 3D打印機可以使用尼龍和聚己內酯(PCL)粉末來打印復雜的對象。PCL是一種無毒的生物材料，通常在被用在組織工程中制造研究對象。Kinstlinger補充說：“我們開源了所有的軟硬件設計，并將其放在了GitHub上與大家共享。”

　　據悉，Miller在專業之外還是開源創客運動的積極參與者，正是他在2013年初確定了將一臺商業級的CO2激光切割機改裝為用途廣泛的SLS 3D打印機。激光切割機通常使用激光切割材料來制作出指定的形狀。

　　“這臺切割機的激光波長正好在正確范圍內——10微米左右，而且還擁有控制激光功率的硬件，除此之外它的X軸和Y軸的精度也很高。”Miller說。

　　2013年夏天，Miller舉辦了一個為期四周的硬件原型速成班。這個班的參與者之一、藝術家兼工程師Andreas Bastian接受了創建一臺開源SLS打印機的挑戰。他為Miller制訂的激光切割機設計了一個集成的、高精度Z軸和粉末處理系統，并為它裝上了從網上購買的開源3D打印機的電子器件。

　　Miller說，Bastian甚至這臺激光切割機制造了很多亞克力部件用于組裝粉體處理系統。“打造OpenSLS的部件花了大約2000美元左右，而將這些部件與現有的激光切割機組裝起來，在加上調試，總共用了幾天時間。”