Azul 3D推出首款大幅面快速光固化3D打印機：LAKE

導讀：3D打印高速光固化這個方向似乎越來越受到市場的歡迎，除了Carbon、Nexa3D等行業(yè)領先公司，新公司也在不斷涌現(xiàn)，并且大多都獲得了大額融資，得到全球投資者的青睞。

△HARP3D打印過程視頻

南極熊獲悉，領先的3D打印初創(chuàng)公司Azul3D推出了首款商業(yè)產品：LAKE打印機，能夠非�？焖俚厣�產大型光敏聚合物部件。機器使用大面積快速打印 (HARP) 技術的DLP系統(tǒng)，將大構建體積與快速打印相結合，提供“無與倫比的吞吐量”。據(jù)Azul 3D稱，這款首次亮相的機器的生產量是同類工業(yè)級樹脂打印機的2000倍。此外，這項技術還兼容多種3D打印材料，如橡膠樹脂、高溫陶瓷樹脂、柔性樹脂和可加工樹脂。

△Azul 3D

LAKE打印機是Azul 3D計劃推出的一系列打印機中的第一臺。另外，下一代機器被稱為SEA，將提供四倍的打印面積，使制造商能夠打印更大的零件或產品。目前，Azul 3D正在積極接受LAKE的訂單，預計2022年交付。SEA將于2022年第四季度準備好預售。Azul 3D的聯(lián)合創(chuàng)始人兼主席Chad Mirkin說：“這是我們第一次在一個價格點上結合吞吐量和材料，使3D打印能夠徹底改變許多類型的制造。我們已經(jīng)提高了行業(yè)標準，而這僅僅是個開始。”

△LAKE構建室內部。照片來自Azul 3D。

快速光固化3D打印機LAKE

LAKE最值得注意的功能之一是大幅面構建體積，尺寸為 254 x 305x 610 毫米。打印機配備專門的DLP接口，可有效散熱，使系統(tǒng)能夠以高打印速度長時間運行。系統(tǒng)還配備了分辨率為72微米的高強度LED光引擎，覆蓋約1600萬個獨立像素，無需其他投影機使用的“像素移位”技術來提高分辨率。

△LAKE打印機

在Azul 3D大面積快速打印(HARP) 技術的支持下，LAKE使用專有材料快速打印復雜幾何形狀，可通過紫外線將液體塑料轉化為固體。其他功能包括一個透明的紫外線罩，使用戶能夠在阻擋環(huán)境紫外線的同時看到構建室的內部，以及正面的大型全彩觸摸屏界面。

△Azul 3D的兩位聯(lián)合創(chuàng)始人James Hedrick（左）和David Walker。（照片：美國商業(yè)資訊）

Azul 3D首席執(zhí)行官Cody Petersen表示，在過去一年里，制造商受到供應鏈中斷的影響。與此同時，每個人都要求立即獲得更多高度工程化的解決方案。LAKE打印機為這兩個問題提供了革命性的解決方案，是大規(guī)模增材制造工業(yè)化的第一步。

初創(chuàng)公司Azul 3D的發(fā)展

Azul 3D是從西北大學Mirkin實驗室分拆出來的，Mirkin是國際知名的材料科學和納米科學專家。High-area rapid printing（HARP）3D打印技術也是從這里被發(fā)明的。迄今為止，這家公司提供與3D打印相關的服務，包括涉及設計、材料選擇、3D打印和后處理的“全棧解決方案”。

△LAKE 3D打印機在工廠車間的渲染圖。圖片由Azul 3D提供。

在2020年，Azul 3D備受全球范圍投資者的青睞，完成了第二和第三階段的種子輪融資，使其融資總額超過2000萬美元（約1.37億元人民幣）。這筆資金的籌集也為Azul 3D推出新機器及相關產品起到了很大的作用。公司第一個商業(yè)產品的首次亮相得到了Azul 3D化學小組的幫助，所有HARP樹脂都是在那里設計的。與LAKE相結合，這些材料可實現(xiàn)一系列工業(yè)和消費應用。

△3D打印匹克球拍。照片來自Azul 3D。

在新冠疫情期間，LAKE打印機能夠在60小時為醫(yī)護人員打印了5000個面罩，相當于每臺打印機每6分鐘就生產大約8個面罩。最近，Azul 3D還與體育產品公司W(wǎng)ilson Sporting Goods合作。兩家公司通力合作，于2021年9月10日發(fā)布了兩款新的3D打印匹克球拍。這些球拍被設計為完全可定制，集成更多高級功能，例如死點去除、增加沖擊力和靜音擊球。

HARP技術

大面積快速打印High-area rapid printing（HARP）技術最初由美國西北大學開發(fā)，在2019年底發(fā)表在《Science》雜志上。與Carbon發(fā)展路線一樣，Azul 3D在頂級期刊發(fā)表技術論文之后不斷融資，走商業(yè)化路線，一路發(fā)展至今。

△美國西北大學《Science》雜志文章

通常情況下，立體光固化成型 (SLA) 技術使用的光固化液體樹脂使用激光、投影儀或LED屏幕的紫外線固化。與熔融沉積成型(FDM) 相比，SLA打印機可以打印更精細的細節(jié)，并且成品沒有FDM產品那種特征沉積線。但是，SLA有一些缺點。當前光固化3D打印技術速度提升的主要限制因素是熱量。光反應聚合是一個高度放熱的過程，打印機在高速運行時會產生大量熱量，這不僅會導致危險的高溫表面溫度，還會導致打印零件的破裂和變形。速度越快，打印機產生的熱量就越大。又大又快的機器，發(fā)熱量會非常高。

△HARP技術

還有，家庭打印機通過使用氟化乙烯丙烯 (FEP) 薄膜來防止硬化的光固化液態(tài)樹脂粘附在LED屏幕上。然而，打印品的每一層都需要從FEP機械移除，這會產生吸力，反過來又會導致模型與打印床分離。降低打印床的提升速度會降低吸力效果，但會顯著增加打印時間。一些新技術使用氣態(tài)氧在打印件和樹脂槽底部之間創(chuàng)建死層，消除了以前的FEP系統(tǒng)引起的抽吸問題。這加快了打印時間，但卻加劇了熱量積聚。氣態(tài)氧實際上充當熱絕緣體，聚集了熱量，最終嚴重限制打印尺寸和速度。

△HARP技術的3D打印過程

西北大學的團隊在使用流動的不混溶氟化油床時找到了熱量積聚問題的答案，通過類似于液體特氟龍不粘液體繞過了這個問題。HARP通過窗口投射光線固化垂直移動的成型臺板上的樹脂。液體聚四氟乙烯在接口上流動，除去熱量，然后通過冷卻單元進行循環(huán)。類似于下雨天打滑汽車的效果，流動的油在樹脂和紫外線光源之間，這樣在打印過程中Z軸方向就不必做上下往返運動來去除粘力。這實現(xiàn)了更快的非粘附打印與連續(xù)液面打�。ê虲arbon打印技術原理一樣），速度上也提高了一百倍。同時，油沒有起到熱絕緣體作用。它的流動性實現(xiàn)了熱交換循環(huán)，成為了一種冷卻方法。

△除了大幅面高速的打印技術，Azul 3D還開發(fā)了一系列的樹脂材料，包括類橡膠材料、可機加工、柔性、耐高溫等不同的特性。

HARP方法還有其他優(yōu)點。油可用于在打印前加熱打印床，也可以過濾去除會散射紫外線并降低打印清晰度的微粒。此外，從氣態(tài)氧到氟化油的轉換意味著HARP系統(tǒng)可用于打印通常對氧氣反應不佳的樹脂。HARP采用垂直打印，用紫外線將液態(tài)樹脂固化為硬化塑料，可以打印出堅硬、有彈性產品，甚至陶瓷。與其他3D打印技術常見的疊層結構相反，這些連續(xù)打印的零件機械性能很好，可以用作汽車、飛機、牙科、矯形器、時尚等等的零件。

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2021-9-15 09:36 上傳

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參考閱讀：

1. 高速光固化3D打印比肩Carbon，Azul 3D獲得800萬美元種子融資
2. 大幅面高速3D打印HARP技術再獲8600萬投資，Azul將明年發(fā)貨
3. Azul 3D Launches New LAKE Printer
4. Azul 3D and Wilson Sporting Goods Develop New 3D-PrintedPickleball Paddles
5. 高速大尺寸光固化3D打印技術登上《Science》，HARP會超越Carbon3D嗎？
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7. Rapid, large-volume, thermally controlled 3D printingusing a mobile liquid interface