@ 2015.03.19 , 08:45
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倒过来「打印」:液体3D打印机

3D打印技术又出现了新的理念,有了它,复制一个原型不需要几天,更不用几个小时,只需要短短的几分钟。

北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员发现了一个新工艺,把它命名为“连续的液体界面制造”(CLIP),他们认为这一技术解决了3D打印最恼人的两个问题:出一个作品要等几个小时、表面粗糙。他们称,CLIP能打印出表面平整的复杂物体,所需时间仅是现存设备的一小部分,而且可以采用更广泛的原料进行打印。

现有的3D打印方法是利用液态树脂,一层层地构筑物体结构,过程缓慢。先打印一层,矫正外形,再灌入树脂,重复之前的步骤。而在CLIP系统中,一个投影设备会连续不断地,用紫外线从下方无形地切割出物体剖面。这种光能让一池子的液体树脂的底部一层硬化,与此同时会有一个平台把已经成型的物体从树脂池中抬起来。

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CLIP的最重要特点就是池子底:一个会让氧和紫外线穿过的窗口。因为氧会妨碍固化过程,这层薄膜能在底部长久有效地形成不可固树脂的“死亡区”。然而,这一层薄得就像由红细胞构成的一样。它允许紫外线穿过,能让所有位于死亡区正上方的含低氧的树脂固化。而没有树脂粘底部的这个装置,能像变戏法一样地提高印刷速度,因为它不是在上“水面”发生,那里会和氧气接触,所有步骤都会慢下来。而当打印机把成型的物体拿出来之后,吸引器又会在底部注入更多树脂。

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CLIP不仅能大大加快固化速度,而且还能让3D打印出来的作品表面更光滑细腻。与现存的3D设备不一样,CLIP不需要等待单面的3D物品凝固,它会持续建模,与其他注塑型设备原理不同。CLIP的制造商还称,他们的打印机能生产更加精细的物体元件,小到20微分(厚度大概和丙烯酸纤维一样)的都可以。

除此之外,CLIP还有一个优点。能利用大多数3D打印机不能使用的材料,如人造橡胶及其他组织兼容的生物材料。CLIP的生产流程看起来很酷,创造者甚至说他们的灵感来自《终结者2》的液态金属机器人T-1000.

但在这所有优点中,令CLIP在众多3D打印设备中卓尔不群的还要属速度。CLIP的发明者称,它的打印速度能比老式的方法快20-100倍。

研究员们打算将这个正在申请专利的产品交给新公司Carbon3D来生产,该公司计划在今年年底生产出CLIP的商业版本。目前还不了解它的成本和规格,但预计Carbon 3D的第一批设备应该会用于新公司和研究机构。因为这些组织非常需要快速又高质量的原型测试,而且,它们有很多钱。

GIF:
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本文译自 PopularScience,由译者 小笨 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 30+1

  1. 2725591

    今天早上中央一套新闻里刚看过……这次居然是煎蛋慢了一步

    [88] XX [4] 回复 [0]
  2. 小次次
    @3 years ago
    2725593

    所以说 充气娃娃呢?

    [26] XX [1] 回复 [0]
  3. BatteryMan
    @3 years ago
    2725594

    我要打印个格伦德尔的老娘

  4. pandenx
    @3 years ago
    2725605

    @adon: 昨天在无聊图看到过,完全不知道是怎么一回事

  5. sandersyao
    @3 years ago
    2725606

    说好的充气娃娃哪?

  6. 2725610

    它跟使用光敏树脂的机器有嘛区别??

  7. 2725615

    明白了 帅呆了 这套装置应该不会很贵 不用挤出的话 速度和精度一定大大提高 帅 。

    [13] XX [2] 回复 [0]
  8. 2725620

    但是特么光敏树脂又忒贵了··

    [11] XX [0] 回复 [0]
  9. 西奥笑
    @3 years ago
    2725621

    看到“如人造橡胶及其他组织兼容的生物材料。”觉得打印出理想的娃娃有望了。
    再看到“而且,它们有很多钱。”觉得我的左手还能再用用……

  10. 茶苯海明
    @3 years ago
    2725627

    一台装反了的快速成型机

  11. 无聊
    @3 years ago
    2725633

    所以和光固化的区别在于固化面一个在上面一个在下面?

  12. 年年
    @3 years ago
    2725641

    @adon: 昨天无聊图更快哦

  13. blacker
    @3 years ago
    2725696

    而且,他们有很多钱

  14. War_of_God
    @3 years ago
    2725697

    赞一个

  15. 钢盅郭子
    @3 years ago
    2725706

    这个思路真是绝了

  16. 神响
    @3 years ago
    2725717

    我觉得生物型的3D打印技术才是未来。通过基因操作,让特定生物分泌或者形成固定形态的构件。在自然界,比如蜘蛛丝,就比人类的纺织品厉害。甲虫的甲壳,海螺的贝壳,就是各种因为基因控制,产生的固定形态的构件例子

  17. 2725729

    。。。这和现在工业用到的光敏树脂 激光成型 SLA 有什么不一样?
    很成熟的东西了

  18. 隐身衣
    @3 years ago
    2725733

    依稀记得下图这玩意儿叫足球烯

  19. 2725744

    昨天我还猜以为是一层可穿透光线的液体表面浮着一层固化塑料,然后从底部把激光射出来固化呢……所以我写NEO基本猜到了。
    至于氧气我也不知道什么意思。
    现在这个我也不知道说了什么……
    也许是底部不是液体是某种固体吧,例如激光激发半透膜什么的。

  20. 搞事船长
    @3 years ago
    2725752

    @神响: 3D打印之所以这么难推广,就是因为材料,编程的限制,像你说的那样,材料成本太大了,就算有也是属于小部分的个人定制。

  21. 2725768

    尊牛逼啊

  22. 神响
    @3 years ago
    2725805

    @搞事船长: 其实就和浸矿炼铜差不多嘛,基因的模具出来后,一般的材料,可能就是一瓶富含金属元素的营养液就能大批量生产相同的构件了

  23. 2725902

    @pandenx 天了噜!央视的编辑也是天天刷无聊图的蛋友哦!!!

  24. 小笨
    @3 years ago
    2725907

    @adon: 其实我是昨晚发的编辑。。所以其实。。我还是比你们快了一步(*~*)

  25. you_know_who
    @3 years ago
    2725980

    好东西啊!

  26. 2726028

    @神响: 你不考虑生产的速度吗?物理生产速度可以使用光刻,而生物依靠大分子的缓慢的行走构建生物需要大量的时间。你不考虑开发难度吗?你知道编码蛋白质的速度多慢吗?你知道搜索时间和空间复杂度的概念吗?很抱歉,只是你所说的那种东西在上个世纪50年代就被人仔细讨论过了。得出的结论是,最好的办法,还是由人类开发纳米材料去模拟生物材料。而采用工程手段去实现自编码自组织机器。

  27. 松岛枫
    @3 years ago
    2726087

    什么破翻译

  28. 2726501

    @lala 我说专家啊,我不是,虽然构建蛋白质(应该是dna解码过程吧?)的速度慢,但好歹每个细胞都是并行的…如果认为构建纳米材料,能产生细胞分裂的效果, 而设计上又比 自然细胞 要优越(特殊工程视角),其难度也不亚于用现成的细胞功能区改造,尝试吧?
    正如 <> 里面 , 无数小机器人 合作, 形成大应用场景, 完全没必要做到纳米级就能成功,关键是 元机器人的软件设计(在这里把原机器人的形态,交互也归为软件设计)

  29. 2726502

    @lala: 我说专家啊,我不是,虽然构建蛋白质(应该是dna解码过程吧?)的速度慢,但好歹每个细胞都是并行的…如果认为构建纳米材料,能产生细胞分裂的效果, 而设计上又比 自然细胞 要优越(特殊工程视角),其难度也不亚于用现成的细胞功能区改造,尝试吧?
    正如 big hero 里面 , 无数小机器人 合作, 形成大应用场景, 完全没必要做到纳米级就能成功,关键是 元机器人的软件设计(在这里把原机器人的形态,交互也归为软件设计)

  30. 暴爷
    @3 years ago
    2727745

    看文字和静态图完全没看懂,看到动态图秒懂了

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