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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