在腔体内，微波会接触腔体表面材料的电子，因此腔体材料的电阻直接决定了微波腔体的性能。腔体材料的理想电阻是零，即超导状态。
制造超导微波
谐振腔的成本很高。3D打印有望显著降低成本，提高生产速度——但是3D打印是否会破坏材料的超导特性？在克里顿之前没人知道。
为了研究3D打印对材料超导特性的影响，克里顿团队打印了2个内壁形状复杂的谐振腔：他们选择性熔化铝粉以生成特定形状，然后继续不断熔化铝粉，让熔融金属附着并成形在之前生成的毛坯上，如此这般直到完成。
这个过程既快又便宜，但是有几个潜在的问题。
首先，3D打印出来的腔体表面比较粗糙。其次，用于3D打印的铝粉和标准工业铝粉Al-6061的组分并不一样。3D打印铝粉中有占12%质量的硅粉，而标准工业铝粉中，手板模型制作厂，硅粉只占0.8%的质量。3D打印铝粉包含0.118%的铁和0.003%的铜，而工业铝粉包含0.7%的铁、0.15%的铜和1.2%的镁。
之前没人知道表面粗糙度以及3D铝粉和工业铝粉的成分差异会导致什么结果。
克里顿团队决心回答这个问题。令他们吃惊的是，材料成分的差异并没有影响最终3D打印出来的微波谐振腔的超导特性。
根据克里顿团队的报道，该谐振腔在零下271.8℃进入超导状态，无锡手板，与理论预期一致，并且电特性与使用Al-6061工业铝粉制造的产品高度相似。“3D打印微波谐振腔的性能完全可以比拟使用Al-6061工业铝
粉生产的产品，并且3D打印导致的腔体内表面粗糙度增加没有影响最终性能。”
此外，他们抛光了其中一个3D打印腔体的内壁，将该腔体加到500℃，再自然冷却至室温。该过程使得作为杂质的硅原子被挤出材料结构。“500℃下的4小时退火处理成功将作为杂质的硅原子排除，腔体的Q值（微波能量损耗越低，Q值越高）提高了1倍。”
该研究的具有显著的潜在后继研究价值。一个可能的研究方向是在3D打印中使用更纯的铝粉，克里顿团队称，这应该可以制造出质量更高的谐振腔。另外一个方向是制造用传统制造方法无法生产的谐振腔腔
体，获得之前工程上无法实现的性能。
该研究开辟了用3D打印技术生产超导微波器件的新纪元。
还有，相信我，手办模型上色，长时间工作在超净间里绝|对不是什么愉快的体验。如果未来人们可以用 3D 打印制造芯片，那么制造周期就将会大大缩短，因为我们不再需要那么多的工艺环节，成本也可以大大地降低，因为我们将只需要一个很小的超净环境。顺便，制造芯片的过程也会愉快很多。当然，现在我们还是做不到的，那么未来我们实现了 3D 打印芯片 Intel 是不是就要倒闭了？也不一定。
3D 打印要面对的第|一个问题，是尺寸精度。还是上面的制造芯片的例子，人们现在已经掌握了 14 纳米的硅工艺，那么 3D 打印可以做到多少呢？我找得到的最|好的 3D 打印机精度可以到 100 微米（1 微米 = 1000 纳米），Wikipedia 上说更好的可以达到 16 微米，但这显然不够好，即使不同 Intel 的工艺比，对比传统机械加工也完全没有优势，很多小型的机械加工厂对一些产品的尺寸精度要求也可以达到半个丝（1 个丝 = 10 微米）。我 PhD 的研究内容是高精度 3D 打印的控制算法，把材料熔化再堆积成形的 3D 打印是很难达到 10 微米以下的精度的，原因是材料在喷头处形成的液滴直径大概就有 10 微米，用直径 10 微米的液滴来达到 10 微米以下的精度几乎是不可能的。学术界有一些办法来解决这个问题，其中的一种叫做 Electrohydrodynamic-jet Printing，简称 E-jet Printing，它的原理是在喷头和打印平台之间施加一个受控的电场，材料中的电荷
受到电场的驱动会在喷头尖端形成锥形 (Taylor Cone)，Taylor Cone 尖端的直径将远小于 10 微米，如果继续施加电压，那么尖端的材料将被沉积到平台上，形成一个小直径的材料液滴，通过这种方式可以实现高精度的 3D 打印。在我们的实验室里，可以实现 1 微米甚至 1 微米以下的精度，但由于打印过程本身的一些特性，我们并不能保证稳定的精度输出，这就是我 PhD 研究要做的工作，通过空间的迭代学习控制算法来试图提高打印的精度。在我研究的经验和所见范围来看，1 微米的精度几乎是目前能达到的最|高精度，而从学术界到广泛的商业应用之间往往还有一个过程。因此，仅就芯片制造这一领域来说，短时间内想通过 3D 打印技术来挑战 Intel 是不太可能的，因为硅工艺也在一刻不停地飞速发展着。但是，并不是所有时候人们都需要 14 纳米工艺的芯片的，如果 3D 打印芯片可以成功，那么在集成度不太高的应用场合，3D 打印技术就可以大大地降低成本、缩短周期。
3D 打印要面对的第二个问题， 是材料受限。显然，并不是所有的材料都能够 3D 打印出来，据我所知，目前常见的 3D 打印机是熔化高分子材料后再成形，也有一些 3D 打印机可以打印特定的金属材料。当然这里还有一个 3D 打印的定义问题，英雄联盟手办模型，学术界一直存在着几个相关的名词，在不同的场合都曾经被叫作过 3D 打印，比如快速成形 (rapid prototyping)，增材制造 (additive manufacturing)，在我的印象中，并不存在一个广泛公认的 3D 打印的定义和范围，学术界内部交流似乎并不常用这个词，但科学家们除了做研究还要“推销”自己的想法 (sell ideas)，所以在传播自己的研究时会常常用到 3D 打印这个名字，而媒体上的 3D 打印包含的范围就更广。在这样的现状下，经常出现一些人说 3D 打印不能做什么，但是另一些人引用媒体的报道来反驳的情形，其实彼此的“3D 打印”并不是同一个定义。
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