刚刚看到这种新的3D打印模式,他说是光和氧气让模型从树脂池中长出来,到底如何做到的?

传统3D打印基本上都是逐层扫描来制作物件,而Carbon3D公司研发的所谓“Continuous Liquid Interface Production”技术则能让物件像蘑菇一样生长出来,其原理便是通过光和氧气让模型从树脂池中长出来,如此的方法要比现有打印技术快20-100倍,十分惊人!【视频】点击访问视频

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10个答案
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Lyroat地球物理专业,果壳实验室成员

2015-03-20 12:11

这种3D打印机采用了连续液面生长技术,也就是问题中的CLIP。其使用的材料是一种光聚合树脂,这种树脂在紫外线的照射下会慢慢凝固,形成设计之初的结构。这种打印机的结构图如下,可以脑补一下打印场景(拉出、光照射、接触氧气、形成固态结构):

这种UV Resin架构的3D打印机已经出现了两年了,这次的看起来应该是效率和打印效果都有很大幅度的提升。不知道价格如何,还挺想要的……

除此之外,我还是觉得那种UV照射金粉固化的更炫酷……而且比树脂的更美观,简直精美!

图片来自:unwire.hk

如有不妥,欢迎指正。

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穿长靴的柴郡猫弱爆了的前工科男

2015-03-20 22:12

个人认为这项技术的进步并不在于使用光敏树脂和紫外线固化等技术的运用,而在于大破了,三D打印逐层堆叠的思维瓶颈。

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虽然@Lyroat 的回答的比较接近,但是其实还是不准确的。这项技术虽然和SLA技术同样都是通过紫外线来诱导光敏树脂固化,但是核心的成型原理完全不同。

@Lyroat 所说的已经出现俩年的实际上是SLA技术,最典型的桌面SLA打印机是formlabs公司的FORM1系列,这个类型的3d打印机通过一枚振镜来反射紫外激光器发射的激光,镜面角度的变化使得激光投射点在成型截面上扫描,从而实现特定形态的成型。

由于SLA的成型方式是(其实绝大部分3D打印方式都是)点成型,所以效率很低,因为每一个成型截面都需要逐点固化。同时由于每层的成型耗时较多,树脂的反应时间也相应增加,所以每一层的厚度也受到了一定的限制(25微米左右,据说工业级的机器可以达到1-3微米),当然这个限制是指不能变的更薄。层厚的限制会影响成型件的表面质量和结构性能。


而最近出现的这项CLIP技术的成型核心是一个透光透气的成型窗(@Lyroat 答案的图中所示)

(盗图见谅)


CLIP技术就是通过精确地控制成型窗口上的透氧部位,在成型截面上形成了光敏树脂固化反应的抑制区(别问我为啥氧气抑制光固化反应啊...不是学化学的不太懂),这样就不需要紫外线激光进行扫描,而只需要特定功率的紫外灯大面积照射就可以了。这样成型过程是整个截面上的非抑制区同时发生固化反应,所以固化时间大大缩短,固化时间的缩短又同时提高的了成型的精度,因为每个层面的成型时间短到可以认为成型过程是连续的,已经无法用肉眼来分辨分层结构了。

分割线_——————————

看到了@鲸澜 的纠正,我又看了一下原文,确实我理解的也有偏差,打印窗口的抑制区是一整个平面,而实现面成型的方式是将模型切片投影在成型截面上。

如果用大家比较熟悉的FDM技术(打印ABS和PLA塑料的那种)来类比,CLIP技术的成型连续性可以达到甚至超过FDM技术在XY轴方向上的效果,而SLA技术只能达到Z轴方向的效果

总结来说,CLIP是面成型,在成型速度和切片精度上都远远高于点成型的SLA技术

PS:这两种技术都不是在液面上成型而是在容器底部,最开始打印平台是沉入容器底部的。


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W小王子材料科学硕士

2015-03-19 21:21

我猜测,下面池子里是一种低度聚合的树脂,因为聚合度低所以呈液态,其中可能添加了对光和氧敏感的聚合引发剂,用一束或多束激光光束(视频中看不到光有可能是红外或紫外)在按程序扫面,被光扫过的液态树脂发生聚合成为固态。

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这种方式的确“颠覆”了传统逐行打印逐层堆叠的方式,以前打印头是靠积压出料逐行打印逐层堆叠上升,现在是打印头躺在下面不动,靠重力加料逐层成型,想想都觉得不错。

不过我想问的是液态的原料不会沾附在上面么?会不会影响打印精度啊?


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YOng光学工程硕士,Python爱好者

2015-03-21 12:44

连续是不存在的,是“准连续”,想象一下电影中“帧”及“帧速”就知道了。

另外,这种技术最关键的还是特定区域抑制区如何实现,请看过原文的童鞋指教~


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找一种“低粘度UV胶”然后放在石英玻璃底板上,地板下面可以用高分液晶,背光用紫外灯管。

最上面一层建模时要考虑够大,黏在顶板上,然后就行了吧……

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精美!答案我不知。我只是来感叹

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能否用这种方法,发射一个3D打印机到小行星上,融化小行星的铁,让空间站自己生长出来。

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