无需支撑!新型3D打印技术

 
  与光固化立体造型术非常相似,着名的3D打印塑料部件的工艺之一是使用光刻曝光法使液态树脂逐层硬化。然而,这种加工方法有一个显着的缺点:它需要用户必须在其中设计支撑,然后在工艺过程中进行构建,后再将支撑费力地从产品中去除。
 
  作为德国联邦经济与能源部资助的中小企业(ZIM)项目的创新方案的一部分,德国亚琛Fraunhofe激光技术研究所正在与德国海姆斯海姆的Rapid Shape GmbH公司合作开发高效的替代工艺。他们的新型“TwoCure”工艺不需要支撑结构,比传统的塑料部件3D打印技术更加高效。
 
  该工艺仍然使用液态树脂且将其逐层打印到树脂池中。与Rapid Shape公司构建的其他系统类似,LED照明单元分层照亮几何组件中的液态树脂。图案投射到液态树脂池中,聚合物在被照亮的区域变硬。其他区域的树脂保持初的液态。
 
  到目前为止,支撑工艺已经被广泛使用,因为塑料结构往往很脆弱,不支撑会倒塌。但是,这些与流程相关的支持需要额外的CAD设计以及耗时的后续处理,这会延迟生产过程。这一产研合作开发的项目不仅没有支撑,而且还使组件在不连接到平台的情况下被定位在整个构建体中。
 
  “此外,我们可以选择在任何地方,直接在构建体中创建3D组件,”Fraunhofer ILT的项目经理HolgerLeonards说,“组件不再需要在平台上构建。由于整体构建体的效率更高,因此每次3D打印作业都可以制造出更多的零件。”来自亚琛及其工业合作伙伴的科学家正在利用混合技术:通过光和热的方式将液态单体光化学固化的手段。材料被升温,然后通过光使其不可逆地固化。与此同时,冷却的安装空间确保逐层形成的热固性组分固化形成块体同时树脂如蜡一样凝固。用户可以随后在室温下将其液化,使得支撑材料排出:剩下的3D打印部件只需要简单地清洁后固化。未来的目标是让这些步骤在流程链中实现自动化。
 
  二次固化
 
  因为使用了两个固化程序,所以开发阶段称其为“二次固化”。这一工艺的理念诞生于一次联合研讨会。这一新型3D打印技术的材料和光化学过程由Fraunhofer ILT开发,而Rapid Shape公司成功开发了程序和系统技术。个样机已经建成,不久将准备进行批量生产。这种新型聚合物3D打印技术已成功通过珠宝行业的模型测试。例如,用这些模型生产珠宝戒指。




更多详细报道请关注复材网www.cnfrp.com