密西根大學研發新技術  讓3D列印速度快100倍!

2019-01-28
Facebook
Twitter

 

密西根大學的研究團隊開發出比傳統光固化列印快將近100倍的創新技術,可望讓3D列印達到量產目標。

 

一般光固化(SLA)3D列印的原理是利用紫外線照射液態樹脂,每次固化一層,堆疊成型。這種列印方法的缺點是速度緩慢,因為每固化一層都要歷經剝離和浸入樹脂程序。密西根大學則採用兩種光束來控制特定區域的樹脂固化和液化狀態,能讓物件產生更複雜的結構,也就是一次就能完成3D浮雕外型,而不像以往非逐層堆疊列印才能成型。

 

 

用兩種光束控制樹脂

這項新方法採用兩種不同波長的光束來對特定區域的樹脂進行固化和液化控制:其中一種光束用來防止樹脂在投影窗口固化,而另一種光束會滲透液態樹脂槽,固化遠離窗口的樹脂。這個過程能在固化的物件和投影窗口之間形成液態樹脂做為間隔,省去剝離和浸入樹脂的程序,大幅提升列印速度。

 

密西根大學團隊列印之成果

 

前幾年Carbon3D公司推出CLIP(連續液面生產)技術,利用底部透氧窗口使氧氣得以滲入樹脂並抑制固化,形成Dead Zone,脫離該區內的樹脂可以連續固化並成型。然而該區的液態樹脂厚度薄如一片透明膠帶,採用的樹脂黏稠度必須很低,因此只能列印牙科器材和鞋墊等小型、使用耗損低的物品。而密西根大學的方法能形成大片液態樹脂間隙。成品的結構完整性(Structural Integrity)更勝線材列印,因為用線材3D列印會導致每層之間的結構脆弱。

 

關鍵是樹脂的化學反應

傳統的光固化方式只會產生一種反應,就是用特定光源照射樹脂,觸發化學反應。而該團隊則是在樹脂內加入了光抑制劑(Photoinhabitor),讓樹脂能對不同波長的光束產生不同反應。相較於CLIP技術的Dead Zone,密西根大學的方法能在窗口和物件之間產生厚達數公釐的液態樹脂層,讓樹脂得以幾千倍的速度流動。

 

研究團隊表示接下來的目標是豐富樹脂的配方,並改善其機械和熱學性質,打造出大型3D印表機的原型。目前團隊已經提出三項專利申請,並著手成立新創公司。他們的研究成果也獲得《Science Advances》刊登。

 


編譯:屠建明

參考來源:Digital TrendsUniversity of MichiganScience