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美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)开发出立体3D打印技术,可在几秒内制造部件
2017-12-19

 
    [据本站综合报道]    美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)与加州大学伯克利分校、罗切斯特大学和麻省理工学院的研究人员合作开发了一种立体3D打印技术,采用激光束照射将部件的全息3D图像投影到光敏树脂中,在数秒内即可实现部件一次整体成型,这相比于传统的分层打印可以大大缩短复杂部件的制造时间。传统的3D打印技术如FDM、SLM、SLA等均采用分层打印的方法来制造物体,并且根据物体的复杂程度需要花费几个小时甚至几天的时间才能完成。
 
    该新工艺通过控制三束交叠的激光,从不同角度勾勒部件的几何形状,将部件全息3D图像投影到盛有树脂的容器内。单一光束短时间照射不足以固化树脂,但是三束激光相交具有更高的强度,可以在10秒左右将树脂固化。随后多余的树脂将被排出,获得完整的3D打印部件。
 
    目前研究团队已经采用该技术打印出了横梁、平面、任意角框架、格子和复杂弯曲物体等。以往很多结构在没有支撑的情况下很难用传统3D打印工艺打印出来,但立体3D打印没有这样的限制,许多曲面不需分层工件就可制造。
 
    该3D打印技术目前还存在一些限制,由于激光束在打印过程中保持不变,所以对部件的分辨率和几何形状有所限制,制造极其复杂的结构需要大量交叉的激光光束。同时还需要增加额外的聚合物和工艺来改善树脂的性能,并对它们进行微调,以制造更好的结构。
 
    但与新的3D打印技术所带来的巨大机遇相比,这些限制仅是一个小麻烦。使用立体3D打印技术可实现超软材料如水凝胶的制造,避免了由于液体流动而造成的损坏。同时,这也是唯一更适用于零重力条件下的增材制造技术,加大了太空制造的可能性。
 
    研究人员认为,由于该工艺成本更低、制造速度更快,将有望开辟3D打印行业的一个全新方向。这展示了下一代增材制造的可能性,目前大多数3D打印技术为一维或二维操作,该技术使制造成为一个前所未有的完全三维的操作,如果该技术进展顺利将对制造能力产生巨大的影响。(北方科技信息研究所  王冉 李良琦)
 
 

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