比3D打印還牛？浙江大學多維打印新方法

我們所熟知的增材制造技術都有哪些呢？比如FDM,SLS,3DP,SLA,DLP等等，據南極熊了解，最近浙大發(fā)明多維制造新方法，經過光“雕刻”的塑料能快速三維成型（其中也用到的是光固化技術），成型速度是非常之快，南極熊覺得可能是這些增材技術中最快的一種（可以在幾十秒內成型一個花瓣）。而且這種成型方式有點顛覆了我們對3D打印的理解，下面我們就詳細的來了解一下。

其實南極熊覺得這個成型方法很像我們傳統(tǒng)制造方法中的”鈑金“，就是制作出一片特定形狀厚度一定板材，然后折彎形成的一個立體形狀。下面我們來看一下成型過程。

一層薄薄的液體，在投影儀下經受光照固化幾秒鐘后，就變成一片塑料。再投進熔化的蠟里，幾分鐘之內，就能“長”成一朵形狀復雜的蠟質玉蘭花。這一奇妙的變化發(fā)生在浙江大學化學工程聯(lián)合國家重點實驗室，相關論文日前發(fā)表在著名國際學術期刊《先進材料》上。

接下來南極熊和大家一起來看一下這種新的多維制造技術。

第一步，就是制作打印時所用的“底片”，就是把液態(tài)樹脂加入到一個特制的透明盒子里面，在放在設備的成型平臺上。

第二步，在特定頻譜的光源下曝光，這個光的圖形是由我們所有打印的形狀決定，在這一步需要經過多次不同圖形的不同時間的曝光，當然這都是由計算機來控制的。

曝光以后就可以在“底片”上形成一有一定厚度的平面圖形，我們可以看到這個樹脂成型以和硅膠類似，非常的柔軟。

第三步，就是放入熔化的蠟中進行顯影，其實就是讓我們打印的這個圖案根據上面的紋路進行彎曲硬化，其中變形式溶漲和收縮的共同作用，這樣一個三維的物體就產生了。

△顯影前后對比

△浙大化學工程與生物工程學院謝濤教授

這個成型方法主要應用在薄片狀的復雜三維結構，速度快而且不需要添加支撐。

浙大化學工程與生物工程學院謝濤教授說，材料從二維平面快速變形為三維形狀的秘密，就在那光照的幾秒鐘里。這層液體是一種光固化樹脂，投影儀的光照經過精心設計，在極短的時間里使這層樹脂的每一個像素點都獲得不同的光固化結構，使之變成塑料，就如同把玉蘭花的“圖紙”用光“雕刻”在上面。不同的光固化結構，導致各像素點和熔化石蠟結合的程度不同，塑料就按照“圖紙”所繪制的那樣，精確地變形為花朵。

據南極熊了解，這種成型方式選取不同的光固化材料不同的液體相結合，如某些材料經光照射后投入水中，便可以形成相應形狀的水凝膠。光的“雕刻”是通過其灰度變化實現(xiàn)的，背后是一套復雜的力學計算�，F(xiàn)在，不同形狀的“圖紙”已經成為一個個二維碼，計算機讀取后，就能調節(jié)投影儀射出的光。

南極熊覺得這種多維制造的新方法，有望在某些應用場景取代現(xiàn)有的3D打印技術。3D打印被普遍認為能大大影響未來的工業(yè)制造。雖然制造的精度比較差，但是最大的優(yōu)勢就是超快速。光照時間少于30秒，甚至僅需4秒，室溫下放在水里，數分鐘就能變形成三維形狀。相比之下，逐層增材的3D打印完成相同的制造至少需要數十分鐘，特別是豎直方向上，打印尤其耗時。

謝濤表示，將超快速多維制造的新方法用于改良失蠟法工藝，將極大提高蠟質內膜的制造效率，是這一新技術有望很快實現(xiàn)產業(yè)化的一大方向。需要本文技術人員？請加南極熊微信qq392908259。或者關注微信公眾號