最新3D打印機能將打印速度提升100倍

    3月21日,在3D打印機的幫助下,人們可以在幾小時內完成原型制作,但一種全新的3D打印工藝可以大大提升這個速度,把數小時的打印時間縮短為僅僅幾分鐘。

    UNC-Chapel Hill的研究人員在《科學》(Science)雜志上介紹了這種名為CLIP的新工藝,將其描述為“連續液態界面生產”。他們表示,3D打印有兩個非常令人惱火的不足之處：一是要等待好幾個小時才能完成制作,二是打印出來的東西表面很粗糙,而這個新方法可以大大改進這兩個方面。 CLIP可以在相對很短的時間里打印出順滑的復雜物品,而且可以使用更多的材料來打印物品。

    現有的3D打印工藝使用液態樹脂,在一個緩慢的過程中逐層打制作出物品：先打印一層,固化它,補充樹脂材料,然后再打印一層,周而復始,直到打印完成。而在CLIP工藝中,一個投影機從下方用紫外線顯示連續的、極薄的物品橫截面。紫外線在一缸液態樹脂中以橫截面方式硬化液體。與此同時,一臺升降機不斷將成形的物體撈出樹脂缸。

    打印原理圖

    CLIP打印機的關鍵之處位于樹脂缸的底部：那里有一個窗口讓氧氣和紫外線通過。因為氧氣可以阻礙固化過程,缸底的樹脂連續形成一個“死區”,不會固化。而這個“死區”非常之薄,只有幾個紅細胞那么厚。因此紫外線可以通過,并固化其上方沒有接觸氧氣的樹脂。不會有樹脂粘在缸底,而打印速度變得非常快,因為它不是在空氣中,而是在樹脂里打印的（在空氣中打印,由于氧氣存在,固化速度就會減緩）。當打印機撈起成形的物品時,吸嘴會往缸底添加低氧樹脂。

    CLIP不僅大大加快了固化過程,同時也能打印出更順滑的3D物品。這種工藝不是等待3D物品一層層地固化,而是采取了連續打印的方式,制作出來的物品可以和注塑零件媲美。 CLIP的發明者還表示,他們可以生產更精細的物品——小于20微米（和丙烯酸纖維一樣厚）——而且可以使用彈性材料,以及某些生物材料。目前的大部分3D打印機都無法使用這些材料。此外,CLIP的打印過程看起來真的很炫酷——發明者甚至說,他們從電影《終結者2》中著名的液態金屬機器人T-1000那里受到了啟發。

    但最重要的是,這種新工藝大大提升了打印速度。 CLIP的發明者說,它打印物品的速度是老式3D打印方法的25到100倍。

    CLIP正在申請專利,研究人員也正在一家名為Carbon3D的初創公司中研制采用這項工藝的設備。該公司計劃在今年年底前生產出CLIP打印機的商用版。目前我們尚不知道它的價格和技術規格,但我們預計,第一批Carbon3D設備的客戶會是那些亟需高品質快速原型制作設備的創業公司和研究機構。總而言之,Carbon3D的錢景非常看好。