供稿人:晏梦雪，田小永 发布日期：2017-06-08
膜处理技术在海水淡化、水处理和能源领域的应用与日俱增，因此对既高效又方便的薄膜制备工艺的需求也随之产生，但一般的膜组件（如螺旋缠绕模块SWM）具有结构复杂、体积小等特点，实际中难以加工成形，这可能限制薄膜技术的进一步发展。
增材制造（俗称3D打印）是一种新兴的、应用前景广阔的制造技术，可一次性成形复杂结构零部件。近些年，全新3D打印工艺的出现以及打印精度的不断提升，有望在未来实现新型膜组件设计上的突破。
目前，现有3D打印工艺已经可以实现膜组件中的垫片以及宏观模块（大于100μm）直接快速成形，如图1b中具有重复单元结构的垫片，多数的打印工艺都可以实现其直接成形。
图1 a)膜组件中各部分的尺度范围及现有打印工艺具备的加工精度；b)传统工艺制备的薄膜垫片[1]
在具有微孔结构的膜材料制备中，3D打印技术也逐步得到了应用。德国亚琛工业大学的研究者Tim Femmer等人通过光固化工艺加工得到具有复杂流道的牺牲模，以此进行翻模获得最终的薄膜材料，进而实现气液交换。
图2 薄膜材料制备工艺：牺牲模快速成型、模具成形制备薄膜、溶解牺牲模、气液反应[2]
未来，要将3D打印技术应用于反渗透膜（RO膜）、超滤膜（UF膜）等高精度薄膜加工，其难点主要集中在提高打印工艺的分辨率。