更快20%!福建物構(gòu)所再創(chuàng)3D打印新紀(jì)錄
2015年,獲得谷歌1億美金投資的Carbon 3D其滾雪球式的成功傳奇將CLIP-連續(xù)液界面固化技術(shù)推向3D打印業(yè)界視野。就在中國農(nóng)歷新年期間,中科院福建物構(gòu)所3d打印工程技術(shù)研發(fā)中心林文雄課題組宣布在國內(nèi)首次突破了可連續(xù)打印的三維物體快速成型關(guān)鍵技術(shù),并開發(fā)出了超快速的連續(xù)打印數(shù)字投影(DLP)3D打印機(jī)。
圖片說明每小時(shí)600mm的成型速度!快!更快!
這臺(tái)3D打印機(jī)的速度達(dá)到了創(chuàng)記錄的600 mm/h,可以在短短6分鐘內(nèi),從樹脂槽中“拉”出一個(gè)高度為60 mm的三維物體,而同樣物體采用傳統(tǒng)的立體光固化成型工藝(SLA)來打印則需要約10個(gè)小時(shí),速度提高了足足有100倍!
更快地打印模型 這是目前業(yè)界都在追求的目標(biāo)
福建物構(gòu)所提出了一種特殊的半滲透性透明元件,作為樹脂槽內(nèi)底面的一部分,固定于打印光源的照射路徑上。該類型半滲透性透明元件對(duì)氧氣的透過率比一般高分子聚合物高,最高可達(dá)到5—10倍,因此氧氣或空氣均可作為固化抑制劑使用。
具體的打印技術(shù)原理是:利用DLP投影系統(tǒng)提供照射光源,照射樹脂槽底部的構(gòu)建區(qū)域形成固化區(qū)域;同時(shí)通入氧氣或空氣,氧氣或空氣透過半滲透性透明元件進(jìn)入樹脂槽,在內(nèi)底面和固化區(qū)域之間形成一層幾十微米厚的抑制固化層。由于液態(tài)抑制固化層的存在,固化區(qū)域與樹脂槽底部能輕松無損傷分離,實(shí)現(xiàn)全程固化的高速連續(xù)性,福建物構(gòu)所稱他們獲得最大打印速度超過600 mm/h,比美國Carbon 3D公司發(fā)布的連續(xù)3d打印設(shè)備速度快約20%。而Carbon 3D采用的半透高分子材料為特氟龍,如果福建物構(gòu)所實(shí)現(xiàn)了更快的3D打印速度,那么這又是一次新材料在3D打印技術(shù)應(yīng)用上的成功和突破。
高分子材料是實(shí)現(xiàn)連續(xù)3D打印的秘訣 透氧效率決定了打印速度
福建物構(gòu)所稱SLA技術(shù)采用逐層固化、層層累積的方式來構(gòu)造三維物體,層與層之間需中斷光照射,然后在已固化區(qū)域表面重新覆蓋或填充精確、均勻的光敏樹脂,再進(jìn)行光照射形成新的固化層,這種方式系統(tǒng)復(fù)雜。
目前仍然存在的一個(gè)疑點(diǎn),就是SLA和DLP究竟誰的精度更高?雖然SLA技術(shù)的速度沒有DLP技術(shù)快,但是因?yàn)镈LP是通過投影的方式也就是扇形光來接觸樹脂液面,而SLA是通過激光掃描的方式接觸樹脂液面,通常在加工尺寸大的物品時(shí),SLA理論上來說精度要優(yōu)于DLP。然而德州儀器(Ti)近年在DLP芯片的分辨率和數(shù)據(jù)信道上進(jìn)行了多次優(yōu)化,同時(shí)在德國有3D打印機(jī)合作方做DLP 3D打印機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用,我們可能真的要等到“眼見為實(shí)”的一刻才能揭曉答案。
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