3D打印不再用支撐材料了？三大技術搶先看！
時間：2016-01-28 14:12 來源：南極熊3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
原標題《懸浮半空，日后3D打印都不需要支撐了嗎？》
將來的某一天，我們在用3D打印制造復雜幾何形態的時候，可能就不再需要支撐材料的幫助了——無重力3D打印技術就為我們呈現了這樣一幅充滿想象力和令人激動的圖景。請想象一下 ，一個物體，懸浮在半空中，無論你用FDM、SLA還是SLS技術，它都能穩定地保持自己在制造過程中的結構。
在真空狀態下，打印所用的材料會漂浮在打印平臺之上，之后，一種特殊的3D打印技術會將其熔化，然后噴嘴、激光束或者UV光線（視你選擇的打印技術而定）在打印每一層的時候，物體會跟著同步地進行旋轉和位移，最后打印出新的復雜結構。也就是說，改變現在模型不動而噴頭動的方式為噴頭不再移動，讓模型自身動起來。打印的模型通過反重力裝置懸浮，在打印之初就需要設置好全部的參數——外形特點、幾何形狀和表面特征也必須設置。當打印機打印完成的信號燈亮起，你就可以把你的模型從失重狀態的打印艙里抓出來了。
聽起來太科幻了！不過，打破思想的藩籬，讓一切不可能變得可能，這才是發明的意義吧？現在，有三項新的打印技術，正在引領我們無限接近剛才的想象。
Mataerial模式
FDM的驚天逆襲
來自西班牙加太羅尼亞國家建筑學會（IAAC）的Petr Novikov 和Saša Jokić 和荷蘭的里斯•拉曼實驗室一起，為“反重力建模”做出了卓越的貢獻。這項技術可以通過調整3D打印過程中，機器處理模型傾斜度、平滑度和尖銳角度的方法，讓我們不會再看到打印中的模型在自己面前轟然崩塌的慘劇。
他們的目標是反重力建模技術可以擺脫傳統的制造空間和支撐材料的限制，制造出幾乎所有大小和形狀的物體。
乍一看，這個機械臂粗糙的不像是3D打印器械，倒像是建筑工地里的打樁機……但是仔細看它所打印出來的軌跡，不是直立于某一水平面上的，而是浮在空中的！通過中和重力的影響，該團隊突破了現有的3D打印物理極限，實現了任何角度任何方向上的打印！雖然目前打印仍然需要一個支點，但是跟現有的技術相比，已經是巨大的突破。
這項技術可以向外擠壓熱熔型聚合物，這些聚合物材料可以在不同角度瞬間凝固成一個穩定的結構，它可以輕易附著在垂直立面上進行多方向打印，打印出的曲線幾乎可以在空間中自由伸展并且無需支撐。
“無錨的”選擇性激光燒結技術（ASLS）
低溫環境下的SLS，快速燒結金屬粉末提高模型承壓。
如果把打印平臺比作一個池塘，那么3D打印里的支撐就非常像一個“錨”。
謝菲爾德大學高級增材制造研究中心（ADAM）的Neil教授和他的團隊已經開發出一種新的激光燒結技術，通過把低溫熔體金屬粉末燒結成3D打印模型，來擺脫支撐對3D打印結構的束縛，這種技術被稱為“無錨的選擇性激光燒結技術”。
這個概念基于冶金學中的“低共熔合金”，這種合金會在一個較低的溫度（低共熔點）急劇凝固。舉例來說，鋁的熔點是攝氏660度，硅是1414度，但是硅鋁合金的低共熔點溫度只有577度。如果他們能夠進一步加快這一硬化過程，再復雜的幾何形態，在應力點上都可以無需使用額外的支撐。
“當3D打印在一層一層構建新模型的時候，很大的一個障礙是模型需要依靠支撐進行構建，支撐就像是一個“錨”，模型的打印需要圍繞這個錨點來進行構建，只有這樣機器才能打印出懸伸出去的部分，而我們就在改變這種傳統的做法。”Neil教授如是說。
該團隊目前還在探索在一個較高溫度上，實驗材料鋁粉的性狀變化問題，目前已經取得了實質性的進展。
在利用SLS技術進行打印的時候，為了轉移或減小某一結構上過大的壓力，通常的方法是在此處增加一個錨點（即設置一個支撐），但是ASLS的對策是在低溫狀態急速固化模型來應對壓力。
分布式凝膠打印技術（GDP）
FDM和SLA的跨界組合。
以色列公司MASSIVit 3D最近針對打印大型物件，研發了一種獨特的3D打印技術，尤其適合需要很多支撐的懸挑和多角的結構。
分布式凝膠打印技術所用的打印機需要一個可移動的起重機架來紫外光源照射光敏材料。一旦紫外線照射到某個區域，該區域內的光敏性凝膠就會固化成堅固的聚合物。結合該公司的專有軟件和特殊光敏性凝膠，分布式凝膠打印技術可以在沒有支撐的情況下輕易打印直立墻壁和天花板。
這項技術結合了FDM和SLA的雙重優點，它使用類似FDM的工作方式，以SLA的工作原理進行打印。請把FDM機器的噴頭想象成一個UV燈，這個燈沿著打印路徑飛快移動，固化路徑上的凝膠。
無支撐3D打印技術的巨大優勢
第一項真正實現純粹的無支撐3D打印的技術，將創造3D打印向全工業行業滲透發展的局面，其中最具有經濟價值的益處在于幫助裝備制造業實現真正的“零損耗”，為企業節省巨大的能源、材料和時間成本。
對于個人消費者來說，我們完全不需要花費時間和精力在模型的后處理上，3D打印本來是非常炫酷的技術，而掰掉支撐的過程總是讓人郁悶和煩躁。讓我們一起期待著上述的三種技術早日普及吧。
編譯作者：老鹿，微信公眾號 智造桔（tino3d）
(責任編輯：admin)
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