

得益于一种全新的 3D 打印方法,快速原型制造可能很快就会变得更加快速。以前需要数小时才能 3D 打印出的东西,现在可能只需几分钟。
北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在《科学》杂志上描述了他们的新工艺,并将其命名为 CLIP,意为“连续液体界面生产”(continuous liquid interface production)。他们认为,他们的方法解决了 3D 打印中最令人沮丧的两个方面:等待数小时才能制作出成品,以及成品表面粗糙。CLIP 能够以现有系统时间的一小部分打印出光滑、复杂的物体,并且可以使用更广泛的材料。
现有的使用液态树脂的 3D 打印方法以逐层的方式构建物体,这是一个缓慢的过程:打印一层,固化,补充树脂,重复。在 CLIP 系统中,投影仪从下方以紫外光投射出物体的连续、几乎无法察觉的横截面。这种光线会固化液体池底部上方的一层液体。同时,一个平台不断地将形成的物体从树脂中提升出来。
CLIP 打印机的杀手级功能是液体池的底部:一个可以同时让氧气和紫外线通过的窗口。由于氧气会阻止固化过程,因此该膜有效地、连续地形成底部的一层不可固化的“死亡区”树脂。然而,这一层只有几个红细胞那么厚。这使得紫外线能够穿过并固化死亡区上方仅有的低氧树脂。瞧:没有树脂粘在底部,打印速度也更快,因为它不是在表面进行,表面存在氧气并减慢了速度。当打印机向上拉起形成的物体时,吸力会将更多的低氧树脂输送到底部。

大大加快固化过程也使得 3D 打印件更加光滑。CLIP 不是等待单个 3D 物体切片固化,而是持续打印,制造出的物体可与注塑成型零件媲美。CLIP 的制造商还声称,他们可以生产更精细的零件——特征尺寸小于 20 微米(相当于丙烯酸纤维的厚度)——并可能使用弹性体以及大多数 3D 打印机无法使用的与组织兼容的生物材料。CLIP 工艺看起来很酷,这一点也没有什么坏处——创作者甚至表示他们受到了《终结者 2》中标志性的液态金属 T-1000 的启发。
但归根结底,真正让这种新工艺与众不同的是速度。CLIP 的创作者表示,与老式方法相比,物体的生产速度可以提高 25 到 100 倍。
研究人员正在利用这项正在申请专利的工艺成立一家名为 Carbon3D, Inc. 的初创公司,该公司计划在年底前推出 CLIP 打印机的商用版本。目前还没有关于其成本或规格的消息,但我们预计第一批 Carbon 3D 设备将提供给那些迫切需要高质量快速原型制造——并且拥有大量闲置资金——的初创公司和研究机构。