記者30日從廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院獲悉,該院歷時(shí)一年研發(fā)的新型3D打印機(jī)正在調(diào)試階段,即將正式面世。據(jù)了解,該產(chǎn)品打印速度將實(shí)現(xiàn)數(shù)倍增長(zhǎng),在材料使用上也將大大拓寬,陶瓷材料、金屬填充材料等均可應(yīng)用于其中,將來可以應(yīng)用于瓷牙打印等領(lǐng)域。
30日上午,記者來到南沙3D打印創(chuàng)新研究院時(shí),該院院長(zhǎng)許小曙和技術(shù)團(tuán)隊(duì)正在對(duì)新機(jī)器進(jìn)行調(diào)試。許小曙告訴記者,這款新型的3D打印機(jī)其實(shí)是對(duì)傳統(tǒng)SLA(即激光快速成型技術(shù),3D打印技術(shù)的一個(gè)分支)打印機(jī)的突破和創(chuàng)新。
3D打印,其實(shí)質(zhì)為增材制造。而SLA的工作原理就是用激光技術(shù)對(duì)光敏樹脂等材料進(jìn)行逐層固化的技術(shù),在料槽中每固化完一層之后,工作臺(tái)就下降一層薄片的高度,已固化的樹脂薄片就被一層新的液態(tài)樹脂所覆蓋,以便進(jìn)行第二層激光掃描固化,新固化的一層牢牢粘結(jié)在前一層上,如此重復(fù)不已,直到整個(gè)產(chǎn)品成型完畢。
據(jù)介紹,傳統(tǒng)的SLA打印機(jī)存在三個(gè)主要問題。首先,對(duì)材料流動(dòng)性要求高,只能用較稀的材料進(jìn)行制作,如樹脂、塑料等,不得不舍棄高粘度材料。其次,工件成型后需要用刮板刮平,這個(gè)過程中會(huì)對(duì)工件有剪力,不得不設(shè)計(jì)強(qiáng)壯精準(zhǔn)的支撐結(jié)構(gòu)固定產(chǎn)品,而最終的產(chǎn)品打印完還要去掉支撐結(jié)構(gòu),會(huì)對(duì)工件造成影響,如造成斑點(diǎn)等,并且產(chǎn)品完成后去支撐的過程復(fù)雜,同時(shí)浪費(fèi)材料,成本也增加了。第三,成型速度慢是SLA打印機(jī)的另一個(gè)瓶頸。其鋪料的過程時(shí)間長(zhǎng),每鋪設(shè)一層需要10秒以上時(shí)間,而一個(gè)工件往往會(huì)涉及上萬層,多的可達(dá)10萬層,耗時(shí)非常長(zhǎng)。
許小曙說,研究院正在調(diào)試的擠出成型技術(shù)的3D打印機(jī)將破解目前的問題。擠出成型的一大突破就在于材料使用范圍更廣。采用高壓技術(shù)噴出材料,可用材料的粘度提高5-6倍,材料應(yīng)用范圍擴(kuò)大,可生產(chǎn)陶瓷、生物材料、金屬填充等多類型產(chǎn)品。
由于使用材料的粘度提高,材料噴出與成型過程分離,沒有接觸,降低了支撐要求,支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化到原來的10%―20%,減少了成本,這是擠出成型的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
在材料鋪層時(shí)間上也有了大的突破,擠出成型,每層鋪材料的時(shí)間只需1秒左右,相當(dāng)于原來的1/10。而鋪材料占據(jù)了3D打印流程的50%時(shí)間,因此整個(gè)打印速度也實(shí)現(xiàn)了成倍增長(zhǎng)。
許小曙表示,利用該打印機(jī)可生產(chǎn)產(chǎn)品的表面尺寸達(dá)到800×400mm,同時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品精度高,產(chǎn)品細(xì)節(jié)可以做得更好,未來可以利用陶瓷、生物材料或者金屬填充類材料,打印出瓷牙或金屬刀具。以瓷牙為例,傳統(tǒng)上需要熟練工人在磨床上對(duì)材料進(jìn)行切割、洗磨,耗時(shí)長(zhǎng),對(duì)刀具損耗大,對(duì)人工要求高。利用擠出成型技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn),成本將大大降低。