3月21日,在3D打印機(jī)的幫助下,人們可以在幾小時內(nèi)完成原型制作,但一種全新的3D打印工藝可以大大提升這個速度,把數(shù)小時的打印時間縮短為僅僅幾分鐘。

    UNC-Chapel Hill的研究人員在《科學(xué)》(Science)雜志上介紹了這種名為CLIP的新工藝,將其描述為“連續(xù)液態(tài)界面生產(chǎn)”。他們表示,3D打印有兩個非常令人惱火的不足之處：一是要等待好幾個小時才能完成制作,二是打印出來的東西表面很粗糙,而這個新方法可以大大改進(jìn)這兩個方面。 CLIP可以在相對很短的時間里打印出順滑的復(fù)雜物品,而且可以使用更多的材料來打印物品。

    現(xiàn)有的3D打印工藝使用液態(tài)樹脂,在一個緩慢的過程中逐層打制作出物品：先打印一層,固化它,補(bǔ)充樹脂材料,然后再打印一層,周而復(fù)始,直到打印完成。而在CLIP工藝中,一個投影機(jī)從下方用紫外線顯示連續(xù)的、極薄的物品橫截面。紫外線在一缸液態(tài)樹脂中以橫截面方式硬化液體。與此同時,一臺升降機(jī)不斷將成形的物體撈出樹脂缸。

    打印原理圖

    CLIP打印機(jī)的關(guān)鍵之處位于樹脂缸的底部：那里有一個窗口讓氧氣和紫外線通過。因為氧氣可以阻礙固化過程,缸底的樹脂連續(xù)形成一個“死區(qū)”,不會固化。而這個“死區(qū)”非常之薄,只有幾個紅細(xì)胞那么厚。因此紫外線可以通過,并固化其上方?jīng)]有接觸氧氣的樹脂。不會有樹脂粘在缸底,而打印速度變得非�？�,因為它不是在空氣中,而是在樹脂里打印的（在空氣中打印,由于氧氣存在,固化速度就會減緩）。當(dāng)打印機(jī)撈起成形的物品時,吸嘴會往缸底添加低氧樹脂。

    CLIP不僅大大加快了固化過程,同時也能打印出更順滑的3D物品。這種工藝不是等待3D物品一層層地固化,而是采取了連續(xù)打印的方式,制作出來的物品可以和注塑零件媲美。 CLIP的發(fā)明者還表示,他們可以生產(chǎn)更精細(xì)的物品——小于20微米（和丙烯酸纖維一樣厚）——而且可以使用彈性材料,以及某些生物材料。目前的大部分3D打印機(jī)都無法使用這些材料。此外,CLIP的打印過程看起來真的很炫酷——發(fā)明者甚至說,他們從電影《終結(jié)者2》中著名的液態(tài)金屬機(jī)器人T-1000那里受到了啟發(fā)。

    但最重要的是,這種新工藝大大提升了打印速度。 CLIP的發(fā)明者說,它打印物品的速度是老式3D打印方法的25到100倍。

    CLIP正在申請專利,研究人員也正在一家名為Carbon3D的初創(chuàng)公司中研制采用這項工藝的設(shè)備。該公司計劃在今年年底前生產(chǎn)出CLIP打印機(jī)的商用版。目前我們尚不知道它的價格和技術(shù)規(guī)格,但我們預(yù)計,第一批Carbon3D設(shè)備的客戶會是那些亟需高品質(zhì)快速原型制作設(shè)備的創(chuàng)業(yè)公司和研究機(jī)構(gòu)�？偠�言之,Carbon3D的錢景非常看好。