CLIP連續(xù)液界制造技術(shù)：顛覆性的光固化3D打印技術(shù)
時(shí)間：2018-02-24 09:38 來源：未知 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
2015年3月20日出版的《科學(xué)》雜志報(bào)道，美國北卡羅來納大學(xué)的DeSimone教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種改進(jìn)的光固化3d打印技術(shù)，稱為“連續(xù)液體界面制造技術(shù)”（CLIP），這種技術(shù)可以將SLA技術(shù)的打印速度提高數(shù)十倍甚至上百倍。今天就為你來揭秘這種神奇的光固化技術(shù)。
連續(xù)液界制造技術(shù)，也就是CLIP技術(shù)（Continuous Liquid Interface Production），由北卡羅來納大學(xué)教堂山分校化學(xué)教授、Carbon3D的CEO約瑟夫·德西蒙尼（Joseph M. DeSimone）與他的同事兼Carbon3D的首席技術(shù)官亞歷克斯·葉爾莫什金（Alex Ermoshkin）以及北卡羅來納大學(xué)的化學(xué)教授愛德華·薩穆爾斯基（Edward T. Samulski）合作發(fā)明。基于此技術(shù)，他們獲得了2.55億元風(fēng)投，成立了Carbon公司。
為了幫助大家更好地理解CLIP技術(shù)的原理，先跟大家說說什么是丙烯酸酯的氧阻聚效應(yīng)。之前我們提到過，光敏樹脂分為丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂兩大類。在光照下，丙烯酸酯類樹脂容易受到氧氣的影響，導(dǎo)致固化失敗。而環(huán)氧樹脂類的光敏樹脂沒有氧阻聚效應(yīng)，不會(huì)受到氧氣的影響。我們看到很多桌面級SLA打印機(jī)的光源位于樹脂槽下方，每固化一層，打印平臺會(huì)向上移動(dòng)。這是因?yàn)楣袒瘜記]有氧氣的介入，使用丙烯酸酯打印的SLA物品成功率更高。
CLIP技術(shù)就是基于傳統(tǒng)的桌面級SLA技術(shù)，并且利用了丙烯酸酯的氧阻聚效應(yīng)：使用一種透明透氣的特氟龍膜作為樹脂槽底部，供光和氧氣通過。由于氧阻聚效應(yīng)，進(jìn)入樹脂槽的氧氣會(huì)抑制離底部最近的一部分樹脂固化，形成幾十微米厚的“盲區(qū)”（dead zone）。同時(shí)，紫外光會(huì)固化盲區(qū)上方的光敏樹脂。也就是說固化的打印件并沒有像傳統(tǒng)的SLA打印機(jī)那樣黏在樹脂槽底部，所以打印時(shí)無需緩慢剝離，從而可以可以做到連續(xù)打印，實(shí)現(xiàn)比普通光固化快10倍到100倍的打印速度。
CLIP工作原理示意圖
CLIP技術(shù)利用了通常人們希望避免的氧阻聚效應(yīng)，從而達(dá)到了突破性的打印速度。但是這也限制了其只能使用丙烯酸酯類的光敏樹脂，而無法利用到環(huán)氧類光敏樹脂的優(yōu)勢。同時(shí)，CLIP連續(xù)打印沒有刮刀涂覆的步驟，這就要求光敏樹脂黏度低，有較好的流動(dòng)性，因此對CLIP技術(shù)使用的光敏樹脂提出了更高的要求。
連續(xù)液界制造技術(shù)，也就是CLIP技術(shù)（Continuous Liquid Interface Production），由北卡羅來納大學(xué)教堂山分校化學(xué)教授、Carbon3D的CEO約瑟夫·德西蒙尼（Joseph M. DeSimone）與他的同事兼Carbon3D的首席技術(shù)官亞歷克斯·葉爾莫什金（Alex Ermoshkin）以及北卡羅來納大學(xué)的化學(xué)教授愛德華·薩穆爾斯基（Edward T. Samulski）合作發(fā)明。基于此技術(shù)，他們獲得了2.55億元風(fēng)投，成立了Carbon公司。
為了幫助大家更好地理解CLIP技術(shù)的原理，先跟大家說說什么是丙烯酸酯的氧阻聚效應(yīng)。之前我們提到過，光敏樹脂分為丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂兩大類。在光照下，丙烯酸酯類樹脂容易受到氧氣的影響，導(dǎo)致固化失敗。而環(huán)氧樹脂類的光敏樹脂沒有氧阻聚效應(yīng)，不會(huì)受到氧氣的影響。我們看到很多桌面級SLA打印機(jī)的光源位于樹脂槽下方，每固化一層，打印平臺會(huì)向上移動(dòng)。這是因?yàn)楣袒瘜記]有氧氣的介入，使用丙烯酸酯打印的SLA物品成功率更高。
CLIP技術(shù)就是基于傳統(tǒng)的桌面級SLA技術(shù)，并且利用了丙烯酸酯的氧阻聚效應(yīng)：使用一種透明透氣的特氟龍膜作為樹脂槽底部，供光和氧氣通過。由于氧阻聚效應(yīng)，進(jìn)入樹脂槽的氧氣會(huì)抑制離底部最近的一部分樹脂固化，形成幾十微米厚的“盲區(qū)”（dead zone）。同時(shí)，紫外光會(huì)固化盲區(qū)上方的光敏樹脂。也就是說固化的打印件并沒有像傳統(tǒng)的SLA打印機(jī)那樣黏在樹脂槽底部，所以打印時(shí)無需緩慢剝離，從而可以可以做到連續(xù)打印，實(shí)現(xiàn)比普通光固化快10倍到100倍的打印速度。
CLIP工作原理示意圖
傳統(tǒng)的SLA技術(shù)采用逐層固化、層層疊加的方式來構(gòu)造三維物體，層與層之間需中斷光照射，然后在已固化區(qū)域表面重新覆蓋光敏樹脂，再進(jìn)行光照射形成新的固化層，這種方式相對來說比較耗時(shí)。CLIP技術(shù)最重要的兩個(gè)優(yōu)勢，一個(gè)是之前提到的打印速度，比傳統(tǒng)的3D打印機(jī)要快10倍到100倍；另一個(gè)是分層理論上可以無限細(xì)膩：傳統(tǒng) 3D 打印需要把 3D 模型切成很多層，這就決定了粗糙無法消除，而連續(xù)液面生產(chǎn)模式在底部投影的光圖像可以做到連續(xù)變化，在工藝上與澆筑零件更為相似。如下圖所示，右邊傳統(tǒng)的3D打印物體因?yàn)閷訝罱Y(jié)構(gòu)，抗剪切性能很差；而CLIP技術(shù)制造的物體表面細(xì)膩，表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能。
(責(zé)任編輯：admin)
納米纖維涂層管狀支架骨再
中美合作團(tuán)隊(duì)《Science》
內(nèi)燃機(jī)增材再制造修復(fù)技術(shù)
高性能金屬激光增材制造裝
西安交大與哈佛大學(xué)合作研
仿真技術(shù)與3D打印推動(dòng)液壓最新內(nèi)容
- ·納米纖維涂層管狀支架骨再生的生物3D打
- ·中美合作團(tuán)隊(duì)《Science》子刊： 3D打印
- ·內(nèi)燃機(jī)增材再制造修復(fù)技術(shù)綜述
- ·高性能金屬激光增材制造裝備及工藝開發(fā)
- ·西安交大與哈佛大學(xué)合作研發(fā)水凝膠/彈
- ·仿真技術(shù)與3D打印推動(dòng)液壓元件性能升級
- ·科學(xué)家使用超聲波來改善生物3D打印組織
- ·關(guān)于DMD激光熔覆3D打印技術(shù)的仿真模擬
- ·可用于選區(qū)激光燒結(jié)的納米增強(qiáng)聚合物復(fù)
- ·倫敦帝國理工學(xué)院：低成本電化學(xué)多金屬
科學(xué)家使用超聲波熱點(diǎn)內(nèi)容
- ·CLIP連續(xù)液界制造技術(shù)：顛覆性的光固化
- ·納米級3D打印，國內(nèi)在雙光子聚合技術(shù)領(lǐng)
- ·盤點(diǎn)2016上半年九大尖端3D打印技術(shù)
- ·3D模型庫Sketchfab推出使用VR頭盔瀏覽3
- ·揭秘藍(lán)光英諾整套3D生物打印血管技術(shù)
- ·技術(shù)革新：德國IFAM開發(fā)金屬FDM 3D打印
- ·新型金屬3D打印技術(shù)XJET，噴射成型
- ·納米纖維涂層管狀支架骨再生的生物3D打
- ·低熔點(diǎn)金屬3D打印技術(shù)研究與應(yīng)用
- ·SLM 3D打印技術(shù)新突破，可生產(chǎn)高強(qiáng)度延
