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3d打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在深刻地改变着传统的生产方式和生产工艺。其独特的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”必将在制造业掀起一场革命[1]。
目前,人类已利用3D打印技术成功研制出多种产品,并且很多制造商已经采用3D打印技术来制造零件原型,如利用3D打印机生产飞机零部件等, 3D打印的热潮正席卷全球 [2]。虽然3D打印技术也存在自身的问题,如“速度太慢,表面粗糙”。但是,当CLIP这一全新的3D打印技术问世以来,上述问题都轻松地得到了解决。
这项技术的具体过程是这样的:首先创造一个氧气窗口,使得机器可以精确控制激光和氧来加工打印材料——光敏树脂。树脂在激光照射下会固化成型,而氧却可以阻止固化形成。
为了让固化过程仅仅发生在表面,池底的树脂溶解了氧,如此只能保持液态,这个区域被称作“死区”。当打印完一层之后,生长平台往上移动,从而打印下一层。此外,用它打印的物品是通过固化生长得到,比3D层状堆叠的结构要更加坚固[3]。这项新技术被发表在2015年3月20日的期刊Science上[4],并且由这项技术打印的“埃菲尔铁塔”被用作此期刊的封面(如图1)。CLIP技术拥有以下特点:1) 采用新材料,比如合成橡胶、硅氧树脂、尼龙、陶瓷和可降解生物材料等,大大扩展了3D打印的材料范围。
2) 打印速度很快,相比于其他打印技术速度提高了25~100倍,如图2所示, CLIP技术与SLS技术(选择性激光烧结)、 SLA(光敏固化成型)、 Polyjet技术的打印速度的比较。3) 不仅能打印许多前所未有的几何形状,而且可以打印非常精细的物品,精度小于20 mm。目前, Carbon3D正在完善这项全新的技术,希望今年年底能推出商用的CLIP打印机。
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