重新发明3D打印的连续液面生产(CLIP)技术,你们真的看懂了吗?

本文来自PingWest品玩特约作者 啸语,首发于他的同名微信公众号。“原创技术观察,写给万分之一的创新者” / 编辑:光谱


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3 月 20 日,Carbon3D 公司的 CLIP 技术(Continuous Liquid Interface Production,连续液面生产),登上了权威学术杂志 Science 的封面。但是,这张图给我的第一印象不过是光固化(SLA)的改进。详细了解,才发现了这项技术的革命性。

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连续液面生产的根本原理并不复杂,底部的紫外光投影让光敏树脂固化,而氧抑制固化,水槽底部的液态树脂由于接触氧气而保持稳定的液态区域,这样就保证了固化的连续性。(底部特殊窗口可以透光同时透过氧气)

这项技术最重要的两个优势,一个是打印速度快到了颠覆性程度——比传统的 3D 打印机要快 25 – 100 倍,理论上有提高到 1000 倍的潜力。

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另外一个是分层理论上可以无限细腻:传统 3D 打印需要把 3D 模型切成很多层,类似于叠加幻灯片,这个原理就决定了粗糙无法消除,而连续液面生产模式在底部投影的光图像可以做到连续变化,相当于从叠加幻灯片进化成了叠加视频,虽然毫无疑问这个视频帧数也不是无限大,但是对比幻灯片的进步是巨大的。

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如上图所示,左边传统的 3D 打印零件因为层状结构,其力学特性在各个方向上不同,特别是在堆叠的方向上,抗剪切性能很差;而连续液面生产的零部件的力学特性在各个方向保持一致,在实际应用中少了很多顾虑。

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广泛应用于半导体制造领域的光刻工艺可以加工 10 微米以下的微结构,但是目前在 10 微米到 1000 微米的中等尺度上,减法生产很难蚀刻晶圆。而连续液面生产可以利用增材制造思路填补这一空白,方便新的传感器技术、新型给药技术以及新的片上实验室(Lab-on-a-chip)。

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结论:CLIP模式可以说是名符其实的革命,重新发明了 3D 打印,有一批专利会成为废纸,很遗憾这个原理无法转移到激光烧结法以实现金属或者陶瓷材料的打印。

题图:华盛顿邮报

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