Axtra3D：混合光合成 (HPS) 3D打印工藝速度提高了2~20倍

南極熊導讀：將DLP和SLA兩種光固化3D打印技術混合一起，會產生什么樣的效果呢？

2024年6月，南極熊獲悉，于2021年成立并推出了混合光合成（HPS）技術的Axtra3D公司正在利用其 Lumia X1 3D 打印機改變光聚合增材制造行業(yè)。他們將創(chuàng)新的硬件和材料相結合，已經實現多項成功應用，其中之一就是采用混合光合成 (HPS) 技術和 BASF 的 Ultracur3D RG3280 材料制造的模具鑲件。



Lumia X1 高速 SLA 系統

Lumia X1 的規(guī)格如下：
● XY 分辨率為 50 μm；
●波長為 405；
●最大打印體積（XYZ）為 250 x 140 x 500 毫米 / 9.8 x 5.5 x 19.6 英寸 / 17.3 升。



此系統共有四項創(chuàng)新技術：
●首先，混合光合成 (HPS) 技術結合了激光SLA和數字光處理 (DLP)。這種雙重成像功能能夠以極高的生產量創(chuàng)建具有大平面的超高分辨率部件。

●其次，TruLayer Separation 是一種層過渡和分離技術，有助于快速分離活動打印層，無縫過渡到下一層。它消除了固化層上的靜水壓力（在基于薄膜的 DLP/LCD 3D 打印機中很常見），并減少了層與層之間的等待時間，能夠直接從機器上獲得玻璃般的高度拋光表面。

●第三項創(chuàng)新是 TruLayer Adaption，能夠確保動態(tài)監(jiān)控和調整玻璃板，控制​​每層絕對平整，且公差在所需范圍內。與其他 DLP/LCD 3D 打印機不同，玻璃板可以動態(tài)調整，以將樹脂厚度保持在所需的層高，無需長時間固化。

●最后，Z軸具有創(chuàng)新性設計，系統的打印平臺安裝在雙 Z 軸上，限制其移動，從而確保真正的直線運動。

數字制造服務提供商 Prototek 的生產經理 Ben DeGrave 表示：“Axtra3D 的 Lumia X1 打印機提供獨特的技術，將 DLP 速度與 SLA 打印質量相結合，為客戶提供新的材料選擇和可與競爭對手相媲美甚至超越競爭對手的高精度。我們與 Axtra3D 的合作非常愉快，共同努力突破其技術的極限。Prototek對 Axtra3D 的未來充滿期待?！?br />
Lumia X1 具有高吞吐量、精度、特征分辨率和表面光潔度，適用于工業(yè)和醫(yī)療應用。HPS 和 TruLayer 技術之間的協同作用使打印吞吐量與傳統技術相比顯著提高了 2-20 倍。此外，能夠打印表面平整度為 20 微米的大橫截面積，確保機器直接打印出如玻璃般高度拋光的表面。

可用材料包括耐用、堅韌、剛性、彈性體、高溫、透明、可鑄造、陶瓷填充、阻燃、ESD、牙科和生物相容性材料。主要材料合作伙伴包括BASF、3D Systems、Henkel、NextDent、Keystone和Pro3Dure。

采用 Axtra3D 技術的 3D 打印服務提供商 Dinsmore 的碳實驗室主管 Kirill Tulinov 說道“人們很快就會注意到將兩種技術合二為一的重要性，即在保留激光的精度和表面光潔度的同時進行 DLP 填充?！?br />
將速度和準確性結合在一個3D打印工藝中
眾所周知，在樹脂打印領域，同時獲得高精度和高速度一直是研究者們的重點。然而，有了 HPS，這個問題就成為了過去式，HPS技術將 DLP 和 SLA 結合在一個系統中。



該技術的工作原理是集成圖像生成器和激光器。這兩個光源能夠在相同的波長、相同的像面平面度下同步工作，圖像生成器可固化大部分橫截面，可以實現、 DLP 的速度。同時，激光以 50 微米的分辨率生成邊界輪廓，以實現更好的表面質量和精度。通過利用兩者，Axtra3D 成功地結合了較高的打印速度、質量和準確性。 此外，還可以將該技術擴展到大型平臺，從而允許更大的構建體積，這在許多樹脂3D打印工藝中通常是罕見的。

量身定制的商業(yè)模式
Axtra3D 提供兩種核心業(yè)務模式，以滿足不同的客戶需求。Axtra Solutions 提供全面優(yōu)化的解決方案 ，確?？蛻臬@得完整、隨時可用的 3D 打印設置，充分利用 Axtra3D 應用團隊和優(yōu)質材料合作伙伴的專業(yè)知識。同時，Axtra OpenAccess™ 提供了一種靈活的方法，使客戶能夠探索和試驗新材料和應用 ， 實現創(chuàng)新并適應不斷變化的項目需求。

模具鑲件
Lumia X1 系統和 BASF 的 Ultracur3D RG3280 材料最成功的應用之一是模具鑲件的生產，由于工具鋼和鋁等材料的成本高昂，以及加工周期復雜，傳統工具通常會導致更長的交貨時間和更高的成本。Axtra3D 的解決方案使用 Lumia X1 HPS 3D 打印機和陶瓷聚合物 Ultracur3D RG 3280，將從設計到注塑部件的時間縮短到僅一天，而不會影響質量或設計完整性。



RG 3280 的高剛度和耐高溫特性與 Lumia 的 HPS 和 TruLayer 工藝相結合，可生產出精度在 20 微米以內的模具鑲件，并且具有高精度細節(jié)。鑲件經過簡單的后固化后即可使用，無需對鑲件進行大量的后處理或后加工，從而節(jié)省了大量的成本和時間。


Becton Dickinson 案例研究
跨國醫(yī)療技術公司 Becton Dickinson (BD) 已成功利用 Lumia X1 進行快速迭代和小批量生產。例如，模具設計耗時 45 分鐘，打印過程耗時 54 分鐘，后處理和加工以裝入模具總共耗時 120 分鐘 ，從開始到結束總共不到五個小時，該公司從一套模具中注射了 300 多個聚碳酸酯部件，生產 3D 打印模具鑲件的總成本不到 100 美元。

Becton Dickinson 數字工程高級經理 Brett Charlton 說道：“我們從 2023 年 5 月開始使用這臺機器，唯一一次停機是 Axtra 來升級系統，所以實際上沒有遇到任何機器停機的問題?；?Lumia X1 制造的模具鑲件大大縮短了我們的周轉時間。”

Axtra3D 的 Lumia X1 和 BASF 的 Ultracur3D RG3280 材料是模具鑲件領域的變革者，能夠提供前所未有的速度、準確性和成本效益。這兩項技術的合作體現了該公司如何改變傳統制造工藝，為更具創(chuàng)新性和效率的生產方法鋪平道路。