光刻法+滴灌系统:只需100美元的3D打印新技术

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2012年,3D打印机从工业化产品迈向了小型的个人化工具,加上打印材料价格的降低,3D打印行业迎来了一波浪潮。但即使是小型化,普通3D打印机的价格也普遍在1000美元以上,能够打印复杂项目的产品更是高达5000美元,加上3D打印的产品离尖端工艺制造技术还有一定的距离,使得这波热浪很快就衰退了。

为了生产出更廉价的3D打印机,不少人开始从制造材料上下功夫——更便宜的配件、更简陋的外壳……这让3D打印机的价格能够降低至500美元,但它看上去很难被称得上是一件“商品”。

最近,一位名为Rylan Grayson的开发者和他的团队制作了一个3D打印机,它的体积看上去比目前的小型3D打印机小了一倍,同时Rylan Grayson说他的3D打印机售价只需100美元,这样比Amazon上售卖的产品便宜了10倍,Rylan Grayson实现如此廉价产品的方法也与其他3D打印机制造者不同,他重新发明了一套3D打印技术——利用光刻(photolithography)和滴灌系统完成模具的打印。其的原理是:

首先,对于在电脑软件里建立的3D模型,将其数据拆解为X轴、Y轴、Z轴3个坐标系,X轴和Y轴决定其广度和深度,Z轴决定其高度。

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然后,将X轴和Y周的数据转化为一个音频的波形,利用电脑将这个音频波传道至3D打印机里的电镀磁性镜子上。随着X、Y数字的变化,音频波形变化,产生的电压会驱动磁性镜子实时地发生不同幅度的改变,音量越大,幅度就越大,那么,通过镜子反色的激光将为作为材料的感光树脂固化出对应的形状。这便是光刻技术。

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最后,滴灌系统被用在了Z轴的建立上——在3D打印机的顶部有一个充满盐水的水槽,水滴会通过导管滴落至感光树脂所在的打印槽内,每一滴水滴都会被对应此时的音频波电平所检测,用以计算如今整体水量的高度,让树脂高度与Z数值的高度保持一致。

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利用这种方式,Rylan Grayson制作出了一台原型机,并利用它打出了不少小型零件,其单个成本在2美分至0.1美元之间。如今他在Kiskstarter上发起众筹,希望能够改进并量产这个小型3D打印设备,并且他承诺,他们将永远开源对应的软件。

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Rylan Grayson的技术十分独特,但从软件上来看,他们3D模型的制作似乎还有一定的门槛,而产品也如其他3D打印设备一样难以符合工业水准的要求。不过,这个全新的思路,和低廉的解决方案,也许能为3D打印市场带来新的活力。

 

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