華裔科學(xué)家開(kāi)發(fā)多材料立體光刻3D打印技術(shù)

美國(guó)南加州大學(xué)（USC）Viterbi工程學(xué)院的研究人員近日說(shuō)，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種多材料光固化3D打印工藝，大大提高了3D打印的速度。。
去年，研究人員改進(jìn)了一種3D打印工藝，將其稱為表面圖像投影的立體光刻（mask-image-projection-based stereolithography ，MIP-SL），大大加快了3D對(duì)象的打印速度。不像以前一個(gè)單一的激光束來(lái)回硬化樹(shù)脂液體，MIP-SL工藝將打印對(duì)象的3D數(shù)字模型用軟件轉(zhuǎn)換成一組水平面切片，每個(gè)切片就是一個(gè)二維圖像，然后將其投影到液態(tài)的光敏樹(shù)脂上，逐層固化形成固體形狀。


此外，南加州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種雙向運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的自底向上投影，使樹(shù)脂可以迅速固化成均勻的薄層。其結(jié)果是，它只需要的幾分鐘，而不是像過(guò)去的幾小時(shí)就能打印一個(gè)對(duì)象。
現(xiàn)在南加州大學(xué)Viterbi團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的這種3D打印工藝還能采用不同的材料進(jìn)行復(fù)合打印。由于不同的材料固化的速率不同，他們需要設(shè)計(jì)一個(gè)智能系統(tǒng)告訴打印機(jī)什么時(shí)候沉積、在哪里沉積。南加州大學(xué)Viterbi學(xué)院教授陳勇（音譯）說(shuō)，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一套這樣的軟件程序，下一步他們將探討如何開(kāi)發(fā)一個(gè)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)用戶指定的物理性能實(shí)現(xiàn)多種材料的定位，以及提高3D打印速度。


這個(gè)新的3D打印工藝可以制造需要多種材料的產(chǎn)品原型，如牙科和機(jī)器人模型的原型，這些原型制造原來(lái)十分費(fèi)時(shí)費(fèi)工，現(xiàn)在效率會(huì)大大提高。
陳勇和兩名Viterbi工業(yè)及系統(tǒng)工程學(xué)博士生黃浦（音譯，下同）、鄧東平，11月20日在ASME 2013國(guó)際機(jī)械工程大會(huì)暨博覽會(huì)上公布了他們的成果。