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CLIP技术提高微纳尺度3D打印成型精度和成型速度

CLIP技术提高微纳尺度3D打印成型精度和成型速度

供稿人:万伟舰,鲁中良,朱伟军   发布日期:2017-04-27
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Carbon3D公司的Tumbleston等人提出了一项颠覆性3D打印新技术:CLIP技术。该技术主要涉及微纳尺度3D打印工艺领域,这项技术不仅可以稳定地提高3D打印速度,同时还可以大幅提高打印精度。

CLIP技术主要针对微纳尺度的光固化成型领域。该技术的基本原理:底面的透光板采用了透氧、透紫外光的特氟龙材料(聚四氟乙烯),而透过的氧气进入到树脂液体中可以起到阻聚剂的作用,阻止固化反应的发生。氧气和紫外光照的作用在这个区域内会产生一种相互制衡的效果:一方面,光照会活化固化剂,而另一方面,氧气又会抑制反应,使得靠近底面部分的固化速度变慢。当制件离开这个区域后,脱离氧气制约的材料可以迅速地发生反应,将树脂固化成型。除了打印速度快,CLIP系统也提高了3D打印的精度,而这一点的关键也还在“死区”上。传统的SLA技术在打印换层的时候需要拉动尚未完全固化的树脂层,为了不破坏树脂层的结构,每个单层切片都必须保证一定的厚度来维持强度。而CLIP的固化层下面接触的是液态的“死区”,不需要担心它与透光板粘连,因此自然也更不容易被破坏。于是,树脂层就可以被切得更薄,更高精度的打印也就能够实现了。图1(a)是CLIP技术的基本原理,成型微米级别制件(图1(b))。

CLIP技术实现了高速连续打印,打破了3D打印技术精度与速度不能同时提高的悖论,将3D打印速度提高100倍。困扰3D打印技术已久的高速连续化打印问题在CLIP技术中被克服。

图1(a)CLIP技术的基本原理 (b)成型微米级别制件

引用文献:

  • Tumbleston J R, Shirvanyants D, Ermoshkin N, et al. Additive manufacturing. Continuous liquid interface production of 3D objects.[J]. Science, 2015, 347(6228):1349-52.