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(shù)都有哪些呢？比如FDM,SLS,3DP,SLA,DLP等等，據(jù)南極熊了解，最近浙大發(fā)明多維制造新方法，經(jīng)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(shù)），成型速度是非常之快，南極熊覺得可能是這些增材技術(shù)中最快的一種（可以在幾十秒內(nèi)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。

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一層薄薄的液體，在投影儀下經(jīng)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(nèi)，就能“長”成一朵形狀復雜的蠟質(zhì)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(guān)論文日前發(fā)表在著名國際學術(shù)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(shù)。

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(shè)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(jīng)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(jù)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(chǎn)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(jié)構(gòu)，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(jīng)過精心設(shè)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，導致各像素點和熔化石蠟結(jié)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(jù)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(jié)合，如某些材料經(jīng)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。現(xiàn)在，不同形狀的“圖紙”已經(jīng)成為一個個二維碼，計算機讀取后，就能調(diào)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(shù)。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(shù)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(shù)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(zhì)內(nèi)膜的制造效率，是這一新技術(shù)有望很快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一大方向。需要本文技術(shù)人員？請加南極熊微信qq392908259?；蛘哧P(guān)注微信公眾號