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光的3d打印速度快了100倍

资讯 2019-12-18 16:13:59

密歇根大学(UniversityofMichiganResearch)的研究人员已经显示,在3-D打印的新方法比传统的3-D打印过程快100倍的情况下,而不是逐层构建塑料长丝层。

3D打印可以改变相对较小的制造岗位的游戏,生产不到10,000件相同的物品,因为这意味着可以制造这些物品,而不需要一个超过10,000美元的模具。但最熟悉的3D打印形式,有点像构建具有一系列1D线的3D对象,在一两周的典型生产时标上无法填补这一空白。

"使用传统的方法,除非您有数百个机器,否则这是不可实现的,"说,美国化学工程副教授蒂莫西·斯科特(TimothyScott)说,新3-D打印方法的发展与MarkBurns,T.C.ChangEngineering教授在U-M。

他们的方法是用两盏灯将液体树脂固化,以控制树脂的硬度和保持液体的位置。这使得团队能够以更复杂的模式固化树脂。他们可以在一次拍摄,而不是在一系列的一维线或二维横截面的三维基础浮雕。他们的印刷演示包括一个格子,一个玩具船和一个街区M。

化学工程和生物医学工程教授伯恩斯说:“这是有史以来第一批真正的3D打印机。”

但真正的3D方法并不仅仅是特技--必须克服早期增值税印刷努力的局限性。也就是说,树脂倾向于固化在光线透过的窗户上,就在开始的时候停止打印工作。

通过创造一个不发生凝固的较大区域,较厚的树脂--可能含有强化粉末添加剂--可用于生产更耐用的物品。该方法还优于长丝三维打印的结构完整性,因为这些对象在层间界面上有弱点。

"你可以得到更坚韧、更耐磨的材料,"斯科特说。

对“固化-开-窗”问题的早期解决方案是允许氧气通过的窗口。氧气渗入树脂并在窗口附近停止固化,留下将允许新印刷的表面被拉开的流体膜。

但是由于该间隙仅与一片透明带大约一样厚,所以当部件被拉起来时,树脂必须非常小,以便在刚固化的物体和窗口之间的微小间隙中流动得足够快。这对小型、定制的产品进行了有限的VAT打印,这些产品将相对温和地处理,例如牙科器械和鞋垫。

通过用第二束光代替氧气来阻止凝固,密西根研究小组可以在物体和窗户之间产生一个更大的间隙--毫米厚--使得树脂流动的速度快了几千倍。

成功的关键是树脂的化学。在常规系统中,只有一种反应。光活化剂使树脂在光照射的地方硬化。在密歇根系统中,还存在一种光抑制剂,其响应不同波长的光。

而不是仅仅控制二维平面内的固化,就像目前的VAT印刷技术一样,密歇根团队可以对两种光进行图案化,使树脂在接近照明窗口的任何3-D位置硬化。

U-M已经提交了三个专利申请以保护该方法的多个发明方面,Scott准备启动启动公司。

一篇描述这项研究的论文将发表在题为“"通过体积聚合抑制图案化快速、连续的添加剂制造。"”的科学进步中。

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