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LLNL为投影微立体光刻3D打印机申请专利

2015-12-14 09:36
棒棒书香
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  今年10月份的时候,我们曾经报道了美国Lawrence Livermore国家实验室(LLNL)工程师Bryan Moran发明的一种3D打印新方法——大面积投影微立体光刻(LAPμSL)。该方法可用紫外光创建出比以前常见的微立体光刻技术更大、更精细的3D对象。为此,Moran还赢得了2015年美国联邦实验室联盟(FLC)远西地区奖(West Region Award)。近日,Moran再次因该技术赢得了著名的R&D 100大奖,这项奖项是由《R&D》杂志颁发的,被称为是科技界的奥斯卡奖。除此之外,Moran还为基于该技术的3D打印机申请了一项专利,并宣布了即将到来的第二个版本的一些技术改进。

LLNL为投影微立体光刻3D打印机申请专利

  在科学界,有些发现属于意外,而另外一些人依靠灵感。对于Bryan Moran来说,他在3D打印上的突破性发现大约要归功于纯粹的烦恼(irritation)。“烦恼是发明之母,人们烦恼的是,他们无法在(使用投影微立体光刻)制造更大的对象的同时保持精细度。”他说。“我做了研究,并通过计算找出如何实现它。”

  投影微立体光刻(projection micro-stereolithography)是一种专门用来进行微型制造的3D打印技术,该技术主要将一束带有特定预设图案的光聚焦到可通过紫外线固化的液态树脂表面,然后逐层硬化树脂,直到形成固体3D对象。该工艺可以在400纳米的量级上创建的层厚度,但它在一些超过微尺度的对象上的应用并不理想。

LLNL为投影微立体光刻3D打印机申请专利

  为了解决这个问题,Moran将具有出色细节的直接光处理技术与更高的速度和大得多的区域扫描方法结合起来发展出一种新方法,使研究人员能够更快地3D打印出更大和更为复杂的对象,同时保持难以置信的高分辨率。

  具体来说,LAPμSL 3D打印机并不是用数以百万计的微镜进行静态的一次曝光,而是使用由LLNL的团队开发的专门软件来进行大面积范围的扫描,复制和重叠高清晰图像。其结果是,Moran发明的3D打印机可以打印出尺寸达到10厘米左右的对象,而其细部特征可以达到微米级。

  “它将投影仪与一个精细图像的扫描相结合,可以很容易地以同样的精细度水平覆盖大得多的面积。它的优点是速度快了很多。”Moran说:“这是一个飞跃,因为它以独特的方式将两种现有的技术结合了起来。它能制造出你想不到的东西。”

  Moran三年前才开始在增材制造领域进行研究,在这之前,他的研究方向在激光和光学领域。如今他还为自己发明的3D打印机申请了专利,而且已经开始着手对于其若干方面进行改进。

  Moran曾表示,他已经接近完成一次升级,此次升级将会使工作区域扩大10倍,速度提升10倍,而精细度增加5倍。此外,其第二个版本将采用定制的光学系统和较大的扫描镜,使操作者能够3D打印餐盘大小的复杂对象。

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