13種高速光固化3D打印機(jī)技術(shù)對(duì)比

自從美國(guó)Carbon3D展示了高速光固化3D打印技術(shù)的強(qiáng)大誘惑之后，人們重新審視了對(duì)3D打印的看法。與此同時(shí)，以高速為核心的光固化3D打印技術(shù)層出不窮。南極熊特別整理專題文章“沒(méi)有最快只有更快，13種高速光固化3D打印機(jī)技術(shù)原理”。

南極熊特別備注：

①或者你會(huì)覺(jué)得有些技術(shù)有很多相似之處，只是名字不同；但不同公司或單位，對(duì)其發(fā)展應(yīng)用會(huì)做出不一樣的結(jié)果；
②高速3D打印技術(shù)的對(duì)比，需要結(jié)合Z軸速度、打印幅面、鏤空結(jié)構(gòu)、后處理等各種綜合條件，不只是單純的體積或重量，真正有意義的是工廠化的批量生產(chǎn)效率對(duì)比；
③本文約1萬(wàn)字！建議收藏分享后細(xì)讀。

CLIP：連續(xù)液界制造技術(shù)（ContinuousLiquid Interface Production）

廠商：美國(guó)Carbon
Z軸打印速度：500mm/h,型號(hào)為M2的樹脂打印速度為11600cc/h
打印幅面：M2(189毫米x 118毫米x 326毫米)，M1（141毫米 x 79毫米 x 326毫米）
機(jī)型： M1和M2

連續(xù)液界制造技術(shù)CLIP技術(shù)（ContinuousLiquid Interface Production），由北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分�；瘜W(xué)教授、Carbon3D的CEO約瑟夫·德西蒙尼（JosephM. DeSimone）與他的同事兼Carbon3D的首席技術(shù)官亞歷克斯·葉爾莫什金（Alex Ermoshkin）以及北卡羅來(lái)納大學(xué)的化學(xué)教授愛(ài)德華·薩穆?tīng)査够‥dward T. Samulski）合作發(fā)明，這項(xiàng)革命性的CLIP技術(shù)比現(xiàn)有的3D打印快25-100倍，而且取消了層的概念。

CLIP技術(shù)是基于傳統(tǒng)的光固化技術(shù)，并且利用了丙烯酸酯的氧阻聚效應(yīng)：使用一種透明透氣的特氟龍膜作為樹脂槽底部，供光和氧氣通過(guò)。由于氧阻聚效應(yīng)，進(jìn)入樹脂槽的氧氣會(huì)抑制離底部最近的一部分樹脂固化，形成幾十微米厚的“盲區(qū)”（dead zone）。同時(shí)，紫外光會(huì)固化盲區(qū)上方的光敏樹脂。也就是說(shuō)固化的打印件并沒(méi)有像傳統(tǒng)的SLA打印機(jī)那樣黏在樹脂槽底部，所以打印時(shí)無(wú)需緩慢剝離，從而可以可以做到連續(xù)打印，實(shí)現(xiàn)比普通光固化快10倍到100倍的打印速度。

△CLIP工作原理示意圖

CLIP技術(shù)利用了通常人們希望避免的氧阻聚效應(yīng)，從而達(dá)到了突破性的打印速度。但是這也限制了其只能使用丙烯酸酯類的光敏樹脂，而無(wú)法利用到環(huán)氧類光敏樹脂的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，CLIP連續(xù)打印沒(méi)有刮刀涂覆的步驟，這就要求光敏樹脂黏度低，有較好的流動(dòng)性，因此對(duì)CLIP技術(shù)使用的光敏樹脂提出了更高的要求。

△CLIP打印技術(shù)過(guò)程

△Carbon打印樣品

關(guān)于Carbon
Carbon是一家總部在美國(guó)硅谷的3D打印數(shù)字化解決方案供應(yīng)商。這家成立于2013年的創(chuàng)業(yè)公司經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，憑借其開(kāi)創(chuàng)性的CLIP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng)，利用公司的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)，Carbon公司幫助他們的合作伙伴，創(chuàng)造了從牙齒模型、功能性汽車部件原型、到運(yùn)動(dòng)鞋、移動(dòng)設(shè)備解決方案等各種產(chǎn)品。此外，公司還研發(fā)了10種3D打印材料，7種生物相容性樹脂材料，并且獲得了35項(xiàng)專利。

兩個(gè)光源百倍速3D打印技術(shù)

發(fā)布單位：密歇根大學(xué)
Z軸打印速度：2000mm/小時(shí)
打印幅面：未知
機(jī)型：原型試驗(yàn)機(jī)

以Carbon為代表的技術(shù)仍然存在一些缺陷，比如在打印實(shí)心物體的時(shí)候，打印速度將大打折扣。這主要是因?yàn)橐翰鄣撞康耐秆跄�，所透過(guò)的氧氣量有限，固化抑制區(qū)域（下圖中的死區(qū)）間隙只有一塊透明膠帶的厚度，所以如果打印實(shí)心物體時(shí)，樹脂無(wú)法快速的補(bǔ)充到間隙內(nèi)的所有位置，所以，我們經(jīng)常見(jiàn)到的是，這些百倍速的設(shè)備在打印一些鏤空的物體，比如阿迪達(dá)斯的鏤空鞋底。

△Carbon 3D的技術(shù)原理圖

密歇根大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新方法，可以彌補(bǔ)以Carbon為代表的光固化技術(shù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)百倍速打印實(shí)體模型結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)新技術(shù)的獨(dú)特之處在于：他們使用兩個(gè)光源（分別為波長(zhǎng)365納米的UV LED和波長(zhǎng)為458納米的Blue DLP光源），其中一個(gè)光源對(duì)樹脂進(jìn)行固化，而另外一個(gè)光源則負(fù)責(zé)抑制樹脂固化。通過(guò)用第二道光替換透氧膜來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制樹脂凝固，密歇根大學(xué)的團(tuán)隊(duì)可以在物體與液槽之間產(chǎn)生更大的間隙，可以達(dá)到毫米級(jí)厚，這使得樹脂的流動(dòng)速度提高數(shù)千倍。

△密歇根大學(xué)的百倍速光固化3D打印技術(shù)

該技術(shù)的Z軸3D打印速度可以達(dá)到2000mm/小時(shí)，如果能夠以百倍速3D打印實(shí)體模型，將大大拓寬其應(yīng)用場(chǎng)景。另外一個(gè)成功的關(guān)鍵是樹脂的化學(xué)成分。在傳統(tǒng)光固化系統(tǒng)中，只有一種反應(yīng)即光活化劑可在光線照射的地方硬化樹脂。而在密歇根大學(xué)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)中，還有一個(gè)光抑制劑，它們可以響應(yīng)不同波長(zhǎng)的光。

正如目前的還原印刷技術(shù)那樣，密歇根團(tuán)隊(duì)不僅可以控制2D平面中的凝固，而且可以模擬兩種光線，使樹脂基本上在照明窗口附近的任何3D位置硬化。密歇根大學(xué)化學(xué)工程副教授Timothy Scott與 U-M的工程教授Mark Burns共同領(lǐng)導(dǎo)了新的3D打印方法的開(kāi)發(fā)。U-M已經(jīng)提交了三份專利申請(qǐng)，以保護(hù)該方法的多個(gè)發(fā)明方面，Scott正準(zhǔn)備成立一家創(chuàng)業(yè)公司。

△打印樣品

容積3D打印技術(shù)

開(kāi)發(fā)者：《Science》發(fā)布注：被質(zhì)疑抄襲中國(guó)北京人吳翔在 2015年就已經(jīng)申請(qǐng)的專利。
打印速度：瞬間成型
打印幅面：1立方厘米
機(jī)型：原型技術(shù)驗(yàn)證機(jī)

頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》上刊登了一篇革命性“容積3D打印技術(shù)”文章（Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction），光照幾十秒即可打印出一個(gè)完整的人像。

△先在一個(gè)杯子里裝上光敏樹脂液態(tài)材料，使用DLP光源進(jìn)行體曝光，轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)杯子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在指定的位置把樹脂固化。

△工作原理就像反向計(jì)算機(jī)斷層（CT）掃描

在CT機(jī)中，X射線管在患者周圍旋轉(zhuǎn)，拍攝人體內(nèi)部器官的照片。然后，計(jì)算機(jī)再利用這些投影重構(gòu)出一幅3D畫面。在計(jì)算機(jī)模擬一個(gè)3D物體的情況下，研究人員從多個(gè)不同角度計(jì)算出物體的形狀，然后將由此產(chǎn)生的2D圖像輸入一臺(tái)普通的幻燈片投影儀。投影儀將圖像投射到一個(gè)裝著丙烯酸酯（一種合成樹脂）的圓柱形容器中。當(dāng)投影儀通過(guò)全方位覆蓋的圖像旋轉(zhuǎn)時(shí)，容器也以相應(yīng)的角度旋轉(zhuǎn)。

加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的電氣工程師泰勒說(shuō)：“當(dāng)圓柱體旋轉(zhuǎn)時(shí)，任何接收到光量的位置都可以單獨(dú)控制。如果光的總量超過(guò)一定數(shù)值，液體就會(huì)變成固體。”

△樹脂中的一種化學(xué)物質(zhì)會(huì)吸收光子，而當(dāng)吸收的光子達(dá)到一定的門檻時(shí)，丙烯酸酯就會(huì)聚合，形成固體塑料。

剩下的液體隨后被移除，留下的就是固態(tài)的3D物體。幾十秒后，杯子中便3D打印出來(lái)一個(gè)人像，比Carbon的CLIP連續(xù)液面打印技術(shù)，還要快很多，杯子旋轉(zhuǎn)，即可打印出來(lái)物體。

DPM：數(shù)字光子制造技術(shù)（Digital Photonic Manufacturing）

廠商：Revo塑成科技
Z軸打印速度：300mm/h
打印幅面：190x120x350mm
機(jī)型： Type E+

數(shù)字光子制造技術(shù) ( DIGITAL PHOTONIC MANUFACTURING ) 依靠的是塑成科技 Revo 開(kāi)創(chuàng)性的雙重固化制造工藝和可編程液態(tài)樹脂。傳統(tǒng)的光固化 3D 打印方式通常制造出來(lái)易碎易壞的制品。依靠在材料中運(yùn)用了熱激活的可編程化學(xué)，克服了傳統(tǒng) 3D 打印材料上的缺陷，這使得我們能夠 3D 打印出來(lái)工程級(jí)別機(jī)械性能的高精細(xì)度的制品。

△ Type E+

數(shù)字光子制造技術(shù)利用了化學(xué)中的常識(shí)性知識(shí)，通過(guò)控制光和氧氣進(jìn)行無(wú)間斷制造，光將液態(tài)樹脂轉(zhuǎn)換成固體，氧氣抑制此轉(zhuǎn)化過(guò)程，控制產(chǎn)品制作成型。做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵是要整合數(shù)字光子技術(shù)、軟件控制算法、可編程化學(xué)。

Type E + 使用精密算法嚴(yán)控光固化反應(yīng)進(jìn)程：

將數(shù)字光圖像不間斷的投射至裝有可編程樹脂的料槽；
料槽上方的成型平臺(tái)依據(jù)材料特性進(jìn)行精密計(jì)算并輸出穩(wěn)定的提升速度指令；
使用熱熟化定性技術(shù)激活成型制品內(nèi)在的熱化學(xué)反應(yīng)，料槽中被光子輻射的樹脂由液體變?yōu)楣腆w；
依照材料特性計(jì)算加熱溫度與時(shí)間，利用 AI 編程精準(zhǔn)催化成型制品內(nèi)部分子的連續(xù)化學(xué)反應(yīng)，3D 打印三位一體的光固化成型，實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)異且穩(wěn)定的最終制品。

光固化成型
使用 Revo 開(kāi)發(fā)的精密算法嚴(yán)控光固化反應(yīng)進(jìn)程。將數(shù)字光圖像不間斷的投射至裝有可編程樹脂的料槽，與此同時(shí)，料槽上方的成型平臺(tái)依據(jù)材料特性進(jìn)行精密計(jì)算并輸出穩(wěn)定的提升速度指令，在這個(gè)過(guò)程中，料槽中被光子輻射的樹脂由液體變?yōu)楣腆w，實(shí)現(xiàn) 3D 打印三位一體的光固化成型。

熱熟化定性
使用 Revo 開(kāi)發(fā)的熱熟化定性技術(shù)激活成型制品內(nèi)在的熱化學(xué)反應(yīng)。依照材料特性計(jì)算加熱溫度與時(shí)間，利用 AI 編程精準(zhǔn)催化成型制品內(nèi)部分子的連續(xù)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)異且穩(wěn)定的最終制品。

△Type E + 打印樣品

關(guān)于Revo 塑成科技
Revo公司由來(lái)自美國(guó)的高科技海歸創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在 2016 年創(chuàng)立。核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)自于知名企業(yè)或海內(nèi)外知名院校實(shí)驗(yàn)室。Revo 將傳統(tǒng)意義的硬件設(shè)備、軟件服務(wù)，與材料技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為高分子制品的設(shè)計(jì)與制造，提供一種全新的革命性的制造方式。Revo眼中的未來(lái)制造技術(shù)，是一個(gè)光與熱打造的全新世界。通過(guò) Revo 的數(shù)字光子制造技術(shù)，對(duì)于以高分子為材質(zhì)的制品，我們能夠進(jìn)行可追蹤地，具有終端使用性能與品質(zhì)的、大批量生產(chǎn)制造，設(shè)計(jì)不受限制。我們正在朝著市場(chǎng)所需求的，產(chǎn)品快速迭代、大批量定制和柔性制造邁進(jìn)。

LEAP™：（Light Enabled Additive Production）技術(shù)

廠商：LuxCreo清鋒時(shí)代
Z軸打印速度：1200mm/h
打印幅面： 190 mm x 120 mm x 420 mm
機(jī)型：TriX系列

LEAP™（Light Enabled Additive Production）技術(shù)相較傳統(tǒng)3D打印技術(shù)而言，不需要層層疊加構(gòu)成三維物件，是通過(guò)一種“生長(zhǎng)”的方式快速成型。這一技術(shù)基于Bottom-up DLP，通過(guò)改性界面實(shí)現(xiàn)連續(xù)液面高效成型，最高打印速度可達(dá)到120cm/h，且能適用多種不同材料，真正可以實(shí)現(xiàn)批量化定制生產(chǎn)。

△TriX系列，量產(chǎn)型工業(yè)極速3D打印機(jī)。打印最大尺寸: 190 mm x 120 mm x 420 mm ，采用自主研發(fā)的可供客戶便捷使用的操作軟件，打印速度最高可達(dá)120cm/h，精度達(dá)到微米級(jí)，適用自主研發(fā)的高性能材料體系。應(yīng)用于規(guī)�；ㄖ粕a(chǎn)，相比傳統(tǒng)注塑制造工藝具有短時(shí)間零件交付、無(wú)需模具環(huán)節(jié)費(fèi)用、設(shè)計(jì)空間無(wú)限等優(yōu)勢(shì)。

LEAP™（Light Enabled Additive Production）技術(shù)的打印速度，相較傳統(tǒng)3D打印提升100倍以上；自主研發(fā)的材料體系性能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的功能性應(yīng)用需求。

△技術(shù)原理

△TriX打印樣品

關(guān)于LuxCreo清鋒時(shí)代
LuxCreo清鋒時(shí)代是一家專注3D打印軟件、設(shè)備、材料研發(fā)，并致力于為客戶提供完整解決方案的規(guī)模化服務(wù)商。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的具有世界領(lǐng)先水平的極速3D打印LEAP™技術(shù)將3D打印的速度提升了100倍以上，將3D打印的應(yīng)用層次從原型制造推進(jìn)到可實(shí)現(xiàn)的量產(chǎn)，走出重塑制造鏈的重要一步。清鋒時(shí)代目前已布局北京、寧波、臺(tái)北、美國(guó)硅谷四地，匯聚了清華大學(xué)、劍橋大學(xué)、哈佛大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、沃頓商學(xué)院、帝國(guó)理工學(xué)院等國(guó)際一流學(xué)府的高端技術(shù)人才和高管人才。KPCB、北極光創(chuàng)投、順為資本等一流投資公司的加入，使得公司在軟件、設(shè)備、材料研發(fā)及量產(chǎn)化的商業(yè)應(yīng)用等方面快速發(fā)展，同時(shí)非常注重自主核心技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，以走向國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)舞臺(tái)。

HARP：高速大尺寸3D打印 技術(shù)(high-area rapid printing）

廠家：Azul 3D, Inc
Z軸打印速度：432mm/ h
打印幅面：打印床尺寸0.2平方米、Z軸高度為約4米
機(jī)型：原型機(jī)，（將在未來(lái)18個(gè)月內(nèi)進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用）

2019年10月17日，美國(guó)西北大學(xué)的研究人員宣布開(kāi)發(fā)出一種大尺寸的高速3D打印機(jī)，可以在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)打印出一個(gè)成年人大小的物體。這項(xiàng)新技術(shù)被稱為HARP (high-area rapid printing高速大尺寸3D打�。�，可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的生產(chǎn)效率，并且是個(gè)性化生產(chǎn)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)以論文的形式，發(fā)表在2019年10月18日的《科學(xué)》雜志上。西北大學(xué)溫伯格文理學(xué)院的 George B. Rathmann 化學(xué)教授、國(guó)際納米技術(shù)研究所主任 Chad A. Mirkin，與 David Walker 及 James Hedrick 共同完成了這項(xiàng)研究，后兩人均為 Mirkin 實(shí)驗(yàn)室的研究人員。

冷卻技術(shù)
HARP使用一種新的、正在申請(qǐng)專利的光固化3D打印技術(shù)。HARP采用垂直打印，用紫外線將液態(tài)樹脂固化為硬化的塑料。此過(guò)程可以打印出堅(jiān)硬、有彈性甚至陶瓷。與其他3D打印技術(shù)常見(jiàn)的疊層結(jié)構(gòu)相反，這些連續(xù)打印的零件機(jī)械性能很好，可以用作汽車、飛機(jī)、牙科、矯形器、時(shí)尚等等的零件。

當(dāng)前光固化3D打印技術(shù)速度提升的主要限制因素是熱量。每臺(tái)光固化3D打印機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量熱量，甚至有時(shí)會(huì)超過(guò)180攝氏度。這不僅會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的高溫表面溫度，還會(huì)導(dǎo)致打印零件的破裂和變形。速度越快，打印機(jī)產(chǎn)生的熱量就越大。而且，如果又大又快，發(fā)熱量會(huì)非常高。這個(gè)問(wèn)題，大多數(shù)3D打印公司無(wú)法解決。 Walker說(shuō)：“當(dāng)這些打印機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，樹脂的聚合會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。他們無(wú)法消除這些熱量�！�

△可連續(xù)打印的移動(dòng)界面描述：A.HARP 的 3D 打印技術(shù)方案；B.在不同流速下打印部件的速度分布，表明存在滑移邊界；C.有代表性的打印零部件滑移邊界流動(dòng)剖面插圖（來(lái)源：Science）

“液態(tài)鐵氟龍”
西北大學(xué)的團(tuán)隊(duì)通過(guò)類似于液體特氟龍不粘液體的行為來(lái)繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題。 HARP通過(guò)窗口投射光線固化垂直移動(dòng)的成型臺(tái)板上的樹脂。液體聚四氟乙烯在接口上流動(dòng)得以除去熱量，然后通過(guò)冷卻單元進(jìn)行循環(huán)。

“我們的技術(shù)像其他技術(shù)一樣會(huì)產(chǎn)生熱量，”Mirkin說(shuō)。 “但是我們有一個(gè)可以散熱的接口�！盚ARP的液態(tài)樹脂界面也不粘，可以防止樹脂粘附到打印機(jī)本身。這樣打印過(guò)程中，Z軸方向就不必做上下往返運(yùn)動(dòng)來(lái)去除粘力，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)液面打印（和Carbon3D打印的技術(shù)原理一樣），速度提高了一百倍。

變大納米技術(shù)
Mirkin是世界著名的納米技術(shù)專家，于1999年發(fā)明了世界上最小的打印機(jī)。這種技術(shù)被稱為蘸筆式納米光刻技術(shù)，它使用一支微型筆畫出納米級(jí)的圖案。然后，他將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)陣列的細(xì)筆，這些細(xì)筆中射出光線，從而固化樹脂材料。 HARP中使用的特殊不粘界面，起源于該技術(shù)開(kāi)發(fā)為納米級(jí)3D打印機(jī)的過(guò)程。

“從體積的角度來(lái)看，我們已經(jīng)把納米應(yīng)用變大了18個(gè)數(shù)量級(jí)�！盡irkin說(shuō)。這項(xiàng)名為“使用移動(dòng)液體界面進(jìn)行快速、大容量、熱控制的3D打印”（“Rapid, large-volume, thermally-controlled 3D printing using a mobile liquid interface）的研究，得到了美國(guó)能源部空軍科學(xué)研究所（授予編號(hào)FA9550-16-1-0150）（獎(jiǎng)項(xiàng)編號(hào)為DE-SC0000989）和謝爾曼飛兆半導(dǎo)體基金會(huì)的支持。

關(guān)于Azul 3D
目前，科學(xué)家們已經(jīng)根據(jù)這個(gè)技術(shù)成立了一個(gè)公司，叫Azul 3D, Inc。西北大學(xué)也持有該公司的股權(quán)。Mirkin 說(shuō)：“當(dāng)我們可以快速且大尺寸地3D打印時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)就可以著實(shí)去改變?nèi)藗儗?duì)制造的看法。借助 HARP，人們可以在沒(méi)有模具、不需要零件倉(cāng)庫(kù)的情況下，根據(jù)需求去生產(chǎn)任何東西�！�

△由 HARP 技術(shù)打印出的公司 Logo Azul 3D

cDLM：連續(xù)數(shù)字光制造技術(shù)（Continuous Digital Light Manufacturing）

廠商：德國(guó)EnvisionTEC
Z軸打印速度：80mm/h，
打印幅面：180毫米×101毫米×85毫米,
機(jī)型：Envision One Machanical (Micro Plus cDLM)

cDLM（Continuous Digital Light Manufacturing，意為連續(xù)數(shù)字光制造）是德國(guó)envisiontec公司的專利3D打印技術(shù)，該技術(shù)非常適用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的快速驗(yàn)證，打印整盤模型可在15-30分鐘內(nèi)完成。

連續(xù)3D打印不能始終在較大的構(gòu)建區(qū)域內(nèi)持續(xù)提供準(zhǔn)確的部件，使用氧氣創(chuàng)建一個(gè)連續(xù)打印的構(gòu)建區(qū)域可能會(huì)導(dǎo)致材料在氧氣的壓力下膨脹。這會(huì)在Z軸上造成嚴(yán)重的不準(zhǔn)確，最終可能會(huì)影響牙科產(chǎn)品。EnvisionTEC現(xiàn)在正在使用正在申請(qǐng)專利的無(wú)圓盤材料托盤，該托盤在連續(xù)3D打印過(guò)程中保持平坦和平行，從而在整個(gè)構(gòu)建區(qū)域保持一致的精度。

△Micro Plus cDLM

具體數(shù)據(jù)方面，Micro Plus cDLM的Z軸打印速度為每英寸（25.4毫米）/10-20分鐘，最大構(gòu)件尺寸為45毫米×28毫米×75毫米。除此之外，它還配備了工業(yè)級(jí)的UV LED光引擎，一個(gè)具有Wi-Fi功能的集成PC，以及內(nèi)置觸摸屏，操控十分方便。

△Micro Plus cDLM打印樣品

關(guān)于EnvisionTEC
目前，知名德國(guó)3D打印機(jī)制造商EnvisionTEC已經(jīng)推出了多款新型3D打印機(jī)，例如3D-Bioplotter® Starter、Vector 3SP、SLCOM 1、Aureus Plus（屬于桌面級(jí)Perfactory Desktop Plus系列）、Vida Hi-Res DSP，以及Micro Plus cDLM等等，現(xiàn)在其產(chǎn)品種類超過(guò)40款。

LSPc：潤(rùn)滑油子層光固化技術(shù)

廠商：美國(guó)Nexa3D
Z軸打印速度：600mm/h
打印幅面：加工體積達(dá)16升，XY掃描LCD 4K
機(jī)型：NXE400

潤(rùn)滑油子層光固化技術(shù)（LSPc）該技術(shù)本質(zhì)上擺脫了光固化技術(shù)常見(jiàn)的自底向上的方式�！癓SPc™技術(shù)在料桶底部、光固化樹脂和光源之間介入了一層透明的自潤(rùn)滑膜。系統(tǒng)通過(guò)逐漸釋放一層油，使成品樹脂固化時(shí)暫停在基板上，該系統(tǒng)的核心就在于這種油，它能夠創(chuàng)建一個(gè)抑制劑子層，使搭建平臺(tái)避免新固化層脫離。

△NXE400

簡(jiǎn)而言之，這意味著使用這種潤(rùn)滑油將打印對(duì)象從構(gòu)建平臺(tái)上釋放了出來(lái)，從而使機(jī)器著力于解決成型速度。在逐層固化樹脂的時(shí)候，它并不需要連續(xù)刷新，用戶僅憑旁觀就能夠感到其穩(wěn)步增長(zhǎng)過(guò)程。另外開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一種算法，能夠根據(jù)所選對(duì)象的具體特點(diǎn)優(yōu)化打印過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了令人難以置信的速度。

△Nexa3D 打印樣品

關(guān)于Nexa3D
Nexa3D 的3D打印機(jī)采用一種叫做“連續(xù)LSPc”的獨(dú)特SLA技術(shù)和一種專利結(jié)構(gòu)的光矩陣，在2017年三緯國(guó)際投資Nexa3D千萬(wàn)美元。

UDP：?jiǎn)蜗騽冸x技術(shù)

廠商：北京UNIZ
Z軸打印速度：最高1200mm/h
打印幅面：192mm × 120mm × 200 mm
機(jī)型： SLASH PLUS UDP

通過(guò)對(duì)成型平臺(tái)、光路系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的升級(jí)，單向剝離（UDP）技術(shù)摒棄傳統(tǒng)成型平臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的打印方式，采用更先進(jìn)的單方向運(yùn)動(dòng)的打印方式；得益于優(yōu)良的分離性能，成型平臺(tái)只需向上運(yùn)動(dòng)，省掉了往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，從而使打印速度更快。

△SLASH 2

技術(shù)特點(diǎn)：

大功率面陣光源—足夠的光功率提高反應(yīng)速度；
專利的液冷技術(shù)---有效解決高速打印樹脂放熱劇烈的問(wèn)題；
特殊的離型膜材質(zhì)---離型特性遠(yuǎn)好于一般的離型膜，可以達(dá)到無(wú)需往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接分離；
特殊的樹脂材料---高反應(yīng)活性、高暗光耐受。

△UNIZ打印樣品

關(guān)于UNIZ
2014 年，在 3D 打印產(chǎn)業(yè)最紅火的時(shí)候，李厚民在美國(guó)創(chuàng)立了 UNIZ，專注于為企業(yè)及個(gè)人用戶提供智能化、高精度、高性價(jià)比的光固化3D打印機(jī)、耗材及相關(guān)技術(shù)服務(wù)，致力于開(kāi)發(fā)以LCD-SLA光固化技術(shù)為核心的相關(guān)產(chǎn)品。三年之后，焦躁的資本熱潮早已奔向其他領(lǐng)域，但李厚民卻順利地通過(guò) A 輪融資拿到了 4500 萬(wàn)人民幣。2016年5月，在Kickstarter上對(duì)他們的首款桌面3D打印機(jī)SLASH發(fā)起了眾籌，最終取得巨大成功，籌到了400萬(wàn)人民幣。

機(jī)器人和自動(dòng)化技術(shù)+超高速非接觸式DLP技術(shù)

廠商：美國(guó)3D Systems
Z軸打印速度：100毫米/小時(shí)，
打印幅面：124.8 x 70.2 x 346 mm
機(jī)型：模塊化3D打印系統(tǒng)Figure 4 Production

模塊化3D打印系統(tǒng)Figure 4 Production融合了機(jī)器人和自動(dòng)化技術(shù)，生產(chǎn)效率要遠(yuǎn)高于普通的樹脂3D打印系統(tǒng)（速度快50倍），甚至能與傳統(tǒng)的注塑工藝一較高下，F(xiàn)igure 4與其它3D打印機(jī)最大的區(qū)別就是將機(jī)械臂當(dāng)做了打印的末端平臺(tái)。由此帶來(lái)的最大好處就是大幅簡(jiǎn)化了整個(gè)3D打印流程，顯著提高了生產(chǎn)效率。另外，由于還集成了包括噴涂在內(nèi)的多種后處理工藝，F(xiàn)igure 4的整體速度非�？欤�(hào)稱高達(dá)同類型設(shè)備的50倍。

△模塊化3D打印系統(tǒng)Figure 4 Production

非接觸式的DLP也就是打破傳統(tǒng)的離型膜直接與成型平臺(tái)接觸、緊緊壓住玻璃透和成型平臺(tái)的模式。使之恒定保持極小的距離，這種非接觸的方式使模型脫離離型膜束縛、有效保證打印件順利剝離和打破了打印速度的瓶頸。這種方式使連續(xù)光固化效率達(dá)到極限。

△Figure 4 Production打印樣品

關(guān)于3D Systems
30多年來(lái)，3D Systems持續(xù)為制造業(yè)提供創(chuàng)新的3D打印技術(shù)。今天3D Systems作為領(lǐng)先的增材制造解決方案企業(yè)，以全新的工作流程幫助生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造前所未有的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)模式。3D Systems擁有完善的數(shù)字化制造生態(tài)系統(tǒng)，包括塑料和金屬3D打印機(jī)、打印材料、按需制造服務(wù)和全面的端至端生產(chǎn)軟件。每一套解決方案都是3D Systems應(yīng)用工程師與客戶合作的結(jié)晶，3D Systems的解決方案被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、醫(yī)療、牙科和消費(fèi)品等市場(chǎng)的原型件生產(chǎn)和批量化生產(chǎn)中。

激光全息投影3D打印技術(shù)

開(kāi)發(fā)者：國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）與加州大學(xué)伯克利分校、羅切斯特大學(xué)，以及麻省理工學(xué)院合作開(kāi)發(fā)
打印速度：打印過(guò)程10秒
打印幅面：1立方厘米
機(jī)型：原型技術(shù)驗(yàn)證機(jī)

美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）與加州大學(xué)伯克利分校、羅切斯特大學(xué)，以及麻省理工學(xué)院合作，開(kāi)發(fā)出了激光全息投影3D打印，該技術(shù)在成型方式上做了根本性改變，即將“分層打印再堆積”改為了整體一次性打印，簡(jiǎn)單來(lái)就是將物體的激光全息圖整個(gè)“嵌入”光敏樹脂中，直接在空間中實(shí)現(xiàn)固化，完成打印。因此，它的速度極高，可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的上百倍，甚至比美國(guó)Carbon公司的CLIP技術(shù)還要快，而且完全不需要打印支撐。

▲動(dòng)畫原理，其中綠色是激光束，白色是樹脂槽，黑色是反射鏡。三束激光交匯的地方就會(huì)生成打印目標(biāo)的全息圖像

▲實(shí)際打印過(guò)程，可以看到全息圖是一個(gè)立方格

▲整個(gè)打印過(guò)程耗時(shí)不到10秒，完成后將樹脂吸出即可

目前，LLNL團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用這項(xiàng)新技術(shù)成功打印出了許多種不同的結(jié)構(gòu)。至于它的應(yīng)用，他們認(rèn)為最有前途的是制造醫(yī)療上需要的活體植入物，因?yàn)檫@類植入物通常要使用由活細(xì)胞或水凝膠制成的生物墨水打印，柔軟且容易變形。這就意味著涉及大量運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)有3D打印技術(shù)不太可行，但LLNL的這種靜態(tài)打印方法就可以辦到。

△原型驗(yàn)證機(jī)

不過(guò)，由于尚處于早期研發(fā)階段，這項(xiàng)新技術(shù)也有明顯的缺點(diǎn)，其一是成型尺寸非常小，目前僅有1立方厘米左右，原因是需要讓激光在樹脂中均勻分布；其二是不能打印太復(fù)雜的形狀，因?yàn)槌掷m(xù)的照射會(huì)導(dǎo)致不需要的液態(tài)樹脂部分固化；其三是可用的樹脂材料種類有限。

對(duì)此，LLNL表示正在想辦法改進(jìn)。此外他們還認(rèn)為，用3D光場(chǎng)來(lái)取代全息投影可能會(huì)更好，因?yàn)楹笳卟粌H需要用到昂貴且復(fù)雜的光學(xué)設(shè)備，而且容易出現(xiàn)“激光散斑”。這會(huì)令激光干擾到自身，從而導(dǎo)致打印件表面粗糙。這方面，他們正在嘗試用LED作為光源和幅度調(diào)制做出改進(jìn)。

▲打印樣品

GDP：凝膠點(diǎn)膠打印技術(shù)（Gel Dispensing Printing ）

廠商：以色列Massivit 3D
Z軸打印速度：300mm /h
打印幅面：1450 x 1170 x 1470 mm
機(jī)型：Massivit 1500 Exploration

Gel Dispensing Printing （GDP凝膠點(diǎn)膠打�。┘夹g(shù)是Massivit 3D公司開(kāi)發(fā)的專有技術(shù)，它是DLP光固化3D打印技術(shù)與FDM 3D打印技術(shù)的一種混合，該技術(shù)的基本原理是選擇性地將凝膠噴射到平臺(tái)上，然后用UV光對(duì)其進(jìn)行照射。UV光可以固化這種具有光固化特性的凝膠，由此逐步構(gòu)建出一個(gè)實(shí)體3D對(duì)象。

△Massivit 1500 Exploration 3D打印機(jī)

Massivit 3D公司采用Gel Dispensing Printing （GDP凝膠點(diǎn)膠打印）技術(shù)開(kāi)發(fā)的Massivit 1500 Exploration大尺寸3D打印機(jī)，可以生產(chǎn)出尺寸高達(dá)1450 x 1170 x 1470 mm的輕質(zhì)空心件，該公司2016年曾獲得來(lái)自Stratasys的投資。

Massivit 1500 Exploration可以生產(chǎn)尺寸高達(dá)1450 x 1170 x 1470 mm的輕質(zhì)空心物體，包括觀眾參與式POP / POS顯示屏，發(fā)光標(biāo)牌和道具以及用于高性價(jià)比熱成型的高耐久性模具，覆蓋零售，廣告，娛樂(lè)，活動(dòng)和室內(nèi)設(shè)計(jì)市場(chǎng)。所使用的材料是一種專有的光敏聚合物丙烯酸凝膠，可立即光固化，因此可用于高速3D打印超大物體。

△Massivit 3D打印樣品

關(guān)于Massivit 3D
Massivit 3D 打印科技公司是寬幅面3D打印解決方案的行業(yè)先鋒，讓視覺(jué)溝通，展會(huì)動(dòng)，娛樂(lè)活動(dòng)，原創(chuàng)概念的展示，以及室內(nèi)設(shè)計(jì)都以全新的高科技方式來(lái)呈現(xiàn)。Massivit 3D獲得專利的凝膠分層打印技術(shù)是公司獨(dú)有的，可印即時(shí)固化的凝膠材料Dimengel，能快速及節(jié)省成本地生產(chǎn)輕便空心的3D打印模型，最大體積可達(dá) 1.8米 / 6英尺高。

飛秒投影雙光子光刻技術(shù)

開(kāi)發(fā)者：《Science》發(fā)表、美國(guó)加州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Sourabh K. Saha和香港中文大學(xué)Shih-Chi Chen合作開(kāi)發(fā)
打印速度：能夠在8分鐘的時(shí)間內(nèi)打印出傳統(tǒng)TPL方法幾個(gè)小時(shí)才能完成的結(jié)構(gòu)
打印幅面：未知
機(jī)型：原型試驗(yàn)機(jī)

美國(guó)加州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Sourabh K. Saha和香港中文大學(xué)Shih-Chi Chen合作提出一種通過(guò)超快激光打印亞微米結(jié)構(gòu)的技術(shù)。通過(guò)投影2D聚焦平面構(gòu)筑3D模型。這種方法在不犧牲分辨率的情況下將傳統(tǒng)方法的產(chǎn)率提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)。能夠在8分鐘的時(shí)間內(nèi)打印出傳統(tǒng)TPL方法幾個(gè)小時(shí)才能完成的結(jié)構(gòu)。相關(guān)論文以Scalable submicrometer additive manufacturing為題發(fā)表在《Science》上。

材制造技術(shù)使用單點(diǎn)高強(qiáng)度光（通常直徑約為700至800納米）將光敏聚合物材料從液體轉(zhuǎn)換為固體，由于該點(diǎn)必須掃描整個(gè)要制造的結(jié)構(gòu)，因此現(xiàn)有的TPL技術(shù)可能需要許多小時(shí)才能生成復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)，這限制了它在實(shí)際應(yīng)用中按比例放大的能力。

△通過(guò)重疊3D空間中的多個(gè)投影生成的堆疊納米級(jí)3D環(huán)形結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種深度解析的納米級(jí)3D打印技術(shù)可以生成任意復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)。

“我們可以同時(shí)投影一百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，而不是使用單個(gè)光點(diǎn)（...），從而極大地提高了速度，因?yàn)槲覀兛梢允褂谜麄€(gè)平面，來(lái)代替使用必須掃描的單個(gè)點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)的方法。對(duì)于投射光，我們沒(méi)有聚焦一個(gè)點(diǎn)，而是擁有一個(gè)可以被圖案化為任意結(jié)構(gòu)的整個(gè)聚焦平面�！泵绹�(guó)加州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Sourabh Saha說(shuō)道。這個(gè)技術(shù)，其實(shí)在我們熟知的3D打印技術(shù)中，就是DLP面曝光3D打印技術(shù)。

研究人員多年來(lái)一直致力于加速用于生產(chǎn)納米級(jí)3D結(jié)構(gòu)的雙光子光刻工藝，他們的成功來(lái)自采用一種不同的聚焦光的方法，即利用其時(shí)域特性，從而可以生產(chǎn)出具有高分辨率且具有微小特征的超薄光片。飛秒激光的使用能夠保持足夠的光強(qiáng)度，以觸發(fā)雙光子過(guò)程聚合，同時(shí)保持較小的點(diǎn)尺寸。在FP-TPL技術(shù)中，飛秒脈沖經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)時(shí)會(huì)被拉伸和壓縮，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間聚焦。該過(guò)程可以生成比衍射限制的聚焦光斑更小的3D特征，并且需要兩個(gè)光子同時(shí)撞擊液體前驅(qū)物分子。

FP-TPL的單層容量處理速率超過(guò)現(xiàn)有TPL技術(shù)至少三個(gè)數(shù)量級(jí)，我們的3D打印速率超過(guò)現(xiàn)有最快的TPL技術(shù)，其中多孔結(jié)構(gòu)超過(guò)90多倍，非孔結(jié)構(gòu)超過(guò)450倍。FP-TPL方法能夠打印復(fù)雜3D亞微米特征結(jié)構(gòu)圖案。FP-TPL的打印量、分辨率和模式靈活性使其成為一項(xiàng)有吸引力的技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)的批量制造，可能使用在機(jī)械和光學(xué)超材料，微光學(xué)、生物支架，電化學(xué)接口和柔性電子器件多種領(lǐng)域。是一項(xiàng)具有實(shí)用性的革新技術(shù)。