比3D打印还牛？浙江大学多维打印新方法

我们所熟知的3D打印技术都有哪些呢？比如FDM,SLS,3DP,SLA,DLP等等。2016年12月24日，南极熊了解到，浙江大学发明“多维制造”新方法，经过光“雕刻”的塑料能快速三维成型（其中也用到的是光固化技术），成型速度是非常之快。这种成型方式有点颠覆了我们对3D打印的理解，下面我们就详细的来了解一下。

其实南极熊觉得这个成型方法很像我们传统制造方法中的”钣金“，就是制作出一片特定形状厚度一定板材，然后折弯形成的一个立体形状。

下面我们来看一下成型过程：

一层薄薄的液体，在投影仪下经受光照固化几秒钟后，就变成一片塑料。再投进熔化的蜡里，几分钟之内，就能“长”成一朵形状复杂的蜡质玉兰花。这一奇妙的变化发生在浙江大学化学工程联合国家重点实验室，相关论文日前发表在著名国际学术期刊《先进材料》上。

接下来，南极熊和大家一起来了解一下这种新的多维制造技术过程。

第一步，就是制作打印时所用的“底片”，就是把液态树脂加入到一个特制的透明盒子里面，在放在设备的成型平台上。

第二步，在特定频谱的光源下曝光，这个光的图形是由我们所有打印的形状决定，在这一步需要经过多次不同图形的不同时间的曝光，当然这都是由计算机来控制的。

曝光以后就可以在“底片”上形成一有一定厚度的平面图形，我们可以看到这个树脂成型以和硅胶类似，非常的柔软。

第三步，就是放入熔化的蜡中进行显影，其实就是让我们打印的这个图案根据上面的纹路进行弯曲硬化，其中变形式溶涨和收缩的共同作用，这样一个三维的物体就产生了。

△显影前后对比

△浙大化学工程与生物工程学院 黄丽媚 博士生

这个成型方法主要应用在薄片状的复杂三维结构，速度快而且不需要添加支撑。

浙大化学工程与生物工程学院谢涛教授说，材料从二维平面快速变形为三维形状的秘密，就在那光照的几秒钟里。这层液体是一种光固化树脂，投影仪的光照经过精心设计，在极短的时间里使这层树脂的每一个像素点都获得不同的光固化结构，使之变成塑料，就如同把玉兰花的“图纸”用光“雕刻”在上面。不同的光固化结构，导致各像素点和熔化石蜡结合的程度不同，塑料就按照“图纸”所绘制的那样，精确地变形为花朵。

据南极熊了解，这种成型方式选取不同的光固化材料不同的液体相结合，如某些材料经光照射后投入水中，便可以形成相应形状的水凝胶。光的“雕刻”是通过其灰度变化实现的，背后是一套复杂的力学计算。现在，不同形状的“图纸”已经成为一个个二维码，计算机读取后，就能调节投影仪射出的光。

南极熊觉得这种多维制造的新方法，有望在某些应用场景取代现有的3D打印技术。3D打印被普遍认为能大大影响未来的工业制造。虽然制造的精度比较差，但是最大的优势就是超快速。光照时间少于30秒，甚至仅需4秒，室温下放在水里，数分钟就能变形成三维形状。相比之下，逐层增材的3D打印完成相同的制造至少需要数十分钟，特别是竖直方向上，打印尤其耗时。

谢涛表示，将超快速多维制造的新方法用于改良失蜡法工艺，将极大提高蜡质内膜的制造效率，是这一新技术有望很快实现产业化的一大方向。