快快快!13种高速光固化3D打印机技术竞争,志在革新制造业
五、LEAP:(Light Enabled Additive Production)技术
厂商:LuxCreo清锋时代
Z轴打印速度:1200mm/h
打印幅面:190 mm x 120 mm x 420 mm
机型:TriX系列
LEAP(Light Enabled Additive Production)技术相较传统3D打印技术而言,不需要层层叠加构成三维物件,是通过一种“生长”的方式快速成型。这一技术基于Bottom-up DLP,通过改性界面实现连续液面高效成型,最高打印速度可达到120cm/h,且能适用多种不同材料,真正可以实现批量化定制生产。
△TriX系列,量产型工业极速3D打印机。打印最大尺寸: 190 mm x 120 mm x 420 mm ,采用自主研发的可供客户便捷使用的操作软件,打印速度最高可达120cm/h,精度达到微米级,适用自主研发的高性能材料体系。应用于规模化定制生产,相比传统注塑制造工艺具有短时间零件交付、无需模具环节费用、设计空间无限等优势。
LEAP(Light Enabled Additive Production)技术的打印速度,相较传统3D打印提升100倍以上;自主研发的材料体系性能满足大规模生产的功能性应用需求。
△技术原理
△TriX打印样品
关于LuxCreo清锋时代
LuxCreo清锋时代是一家专注3D打印软件、设备、材料研发,并致力于为客户提供完整解决方案的规模化服务商。团队研发的具有世界领先水平的极速3D打印LEAP?技术将3D打印的速度提升了100倍以上,将3D打印的应用层次从原型制造推进到可实现的量产,走出重塑制造链的重要一步。清锋时代目前已布局北京、宁波、台北、美国硅谷四地,汇聚了清华大学、剑桥大学、哈佛大学、宾夕法尼亚大学、沃顿商学院、帝国理工学院等国际一流学府的高端技术人才和高管人才。KPCB、北极光创投、顺为资本等一流投资公司的加入,使得公司在软件、设备、材料研发及量产化的商业应用等方面快速发展,同时非常注重自主核心技术的知识产权保护,以走向国际化竞争舞台。
六、HARP:高速大尺寸3D打印 技术(high-area rapid printing)
厂家:Azul 3D, Inc
Z轴打印速度:432mm/ h
打印幅面:打印床尺寸0.2平方米、Z轴高度为约4米
机型:原型机,(将在未来18个月内进行商业化应用)
2019年10月17日,美国西北大学的研究人员宣布开发出一种大尺寸的高速3D打印机,可以在短短几个小时内打印出一个成年人大小的物体。这项新技术被称为HARP (high-area rapid printing高速大尺寸3D打印),可实现创纪录的生产效率,并且是个性化生产,这项技术已经以论文的形式,发表在2019年10月18日的《科学》杂志上。西北大学温伯格文理学院的 George B. Rathmann 化学教授、国际纳米技术研究所主任 Chad A. Mirkin,与 David Walker 及 James Hedrick 共同完成了这项研究,后两人均为 Mirkin 实验室的研究人员。
冷却技术
HARP使用一种新的、正在申请专利的光固化3D打印技术。HARP采用垂直打印,用紫外线将液态树脂固化为硬化的塑料。此过程可以打印出坚硬、有弹性甚至陶瓷。与其他3D打印技术常见的叠层结构相反,这些连续打印的零件机械性能很好,可以用作汽车、飞机、牙科、矫形器、时尚等等的零件。
当前光固化3D打印技术速度提升的主要限制因素是热量。每台光固化3D打印机在高速运行时都会产生大量热量,甚至有时会超过180摄氏度。这不仅会导致危险的高温表面温度,还会导致打印零件的破裂和变形。速度越快,打印机产生的热量就越大。而且,如果又大又快,发热量会非常高。这个问题,大多数3D打印公司无法解决。Walker说:“当这些打印机高速运行时,树脂的聚合会产生大量的热量。他们无法消除这些热量。”
△可连续打印的移动界面描述:A.HARP 的 3D 打印技术方案;B.在不同流速下打印部件的速度分布,表明存在滑移边界;C.有代表性的打印零部件滑移边界流动剖面插图(来源:Science)
“液态铁氟龙”
西北大学的团队通过类似于液体特氟龙不粘液体的行为来绕过了这个问题。HARP通过窗口投射光线固化垂直移动的成型台板上的树脂。液体聚四氟乙烯在接口上流动得以除去热量,然后通过冷却单元进行循环。
“我们的技术像其他技术一样会产生热量,”Mirkin说。“但是我们有一个可以散热的接口。”HARP的液态树脂界面也不粘,可以防止树脂粘附到打印机本身。这样打印过程中,Z轴方向就不必做上下往返运动来去除粘力,从而实现连续液面打印(和Carbon3D打印的技术原理一样),速度提高了一百倍。
变大纳米技术
Mirkin是世界著名的纳米技术专家,于1999年发明了世界上最小的打印机。这种技术被称为蘸笔式纳米光刻技术,它使用一支微型笔画出纳米级的图案。然后,他将其转换为一个阵列的细笔,这些细笔中射出光线,从而固化树脂材料。HARP中使用的特殊不粘界面,起源于该技术开发为纳米级3D打印机的过程。
“从体积的角度来看,我们已经把纳米应用变大了18个数量级。”Mirkin说。这项名为“使用移动液体界面进行快速、大容量、热控制的3D打印”(“Rapid, large-volume, thermally-controlled 3D printing using a mobile liquid interface)的研究,得到了美国能源部空军科学研究所(授予编号FA9550-16-1-0150)(奖项编号为DE-SC0000989)和谢尔曼飞兆半导体基金会的支持。
关于Azul 3D
目前,科学家们已经根据这个技术成立了一个公司,叫Azul 3D, Inc。西北大学也持有该公司的股权。Mirkin 说:“当我们可以快速且大尺寸地3D打印时,这项技术就可以着实去改变人们对制造的看法。借助 HARP,人们可以在没有模具、不需要零件仓库的情况下,根据需求去生产任何东西。”
△由 HARP 技术打印出的公司 Logo Azul 3D
七、cDLM:连续数字光制造技术(Continuous Digital Light Manufacturing)
厂商:德国EnvisionTEC
Z轴打印速度:80mm/h,
打印幅面:180毫米×101毫米×85毫米,
机型:Envision One Machanical (Micro Plus cDLM)
cDLM(Continuous Digital Light Manufacturing,意为连续数字光制造)是德国envisiontec公司的专利3D打印技术,该技术非常适用于产品开发设计的快速验证,打印整盘模型可在15-30分钟内完成。
连续3D打印不能始终在较大的构建区域内持续提供准确的部件,使用氧气创建一个连续打印的构建区域可能会导致材料在氧气的压力下膨胀。这会在Z轴上造成严重的不准确,最终可能会影响牙科产品。EnvisionTEC现在正在使用正在申请专利的无圆盘材料托盘,该托盘在连续3D打印过程中保持平坦和平行,从而在整个构建区域保持一致的精度。
△Micro Plus cDLM
具体数据方面,Micro Plus cDLM的Z轴打印速度为每英寸(25.4毫米)/10-20分钟,最大构件尺寸为45毫米×28毫米×75毫米。除此之外,它还配备了工业级的UV LED光引擎,一个具有Wi-Fi功能的集成PC,以及内置触摸屏,操控十分方便。
△Micro Plus cDLM打印样品
关于EnvisionTEC
目前,知名德国3D打印机制造商EnvisionTEC已经推出了多款新型3D打印机,例如3D-Bioplotter? Starter、Vector 3SP、SLCOM 1、Aureus Plus(属于桌面级Perfactory Desktop Plus系列)、Vida Hi-Res DSP,以及Micro Plus cDLM等等,现在其产品种类超过40款。
八、LSPc:润滑油子层光固化技术
厂商:美国Nexa3D
Z轴打印速度:600mm/h
打印幅面:加工体积达16升,XY扫描LCD 4K
机型:NXE400
润滑油子层光固化技术(LSPc)该技术本质上摆脱了光固化技术常见的自底向上的方式。“LSPc?技术在料桶底部、光固化树脂和光源之间介入了一层透明的自润滑膜。系统通过逐渐释放一层油,使成品树脂固化时暂停在基板上,该系统的核心就在于这种油,它能够创建一个抑制剂子层,使搭建平台避免新固化层脱离。
△NXE400
简而言之,这意味着使用这种润滑油将打印对象从构建平台上释放了出来,从而使机器着力于解决成型速度。在逐层固化树脂的时候,它并不需要连续刷新,用户仅凭旁观就能够感到其稳步增长过程。另外开发团队还设计了一种算法,能够根据所选对象的具体特点优化打印过程,从而实现了令人难以置信的速度。
△Nexa3D 打印样品
关于Nexa3D
Nexa3D 的3D打印机采用一种叫做“连续LSPc”的独特SLA技术和一种专利结构的光矩阵,在2017年三纬国际投资Nexa3D千万美元。
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