回顧2017玻璃與樹脂3D列印,這些要聞不可不知
【玻璃3D列印】技術創新為商用積蓄力量,創造機遇
在3D列印行業,無論是作為材料還是產品,玻璃似乎都還不太常見,的確如此,玻璃3D列印技術的出現不過是最近兩三年的事。玻璃是人類日常生活中使用非常普遍的材料,它之所以這麼晚才與3D列印結緣,主要原因是加工所需溫度過高。
在美國惠普、以色列Micron3DP等相關企業以及麻省理工學院等科研院所的大膽嘗試下,玻璃逐漸成為3D列印技術所應用和製作的對象。目前,玻璃3D列印主要還處於實驗室階段,尚未大規模投入市場,不過從2017年的行業要聞中,我們可以看到技術創新正在為商業化不斷積蓄力量,創造機遇。
2017年3月,最早開發玻璃3D列印技術的企業之一——Micron3DP宣布完成了對首台全功能高解析度玻璃3D印表機的安裝。該設備基於FDM工藝,作業溫度在一千攝氏度以上,可以製作鹼石灰和硼硅酸鹽玻璃,生產高質量的複雜零件,速度能與許多FDM 3D印表機媲美,目前已在工廠里投入運行。Micron3DP表示這款機器能在建築、藝術、醫療、製造、微流體等領域廣泛應用。
4月,德國科研人員發明了一種3D列印玻璃新技術,允許列印在較低溫度環境下進行。其具體操作是,混合玻璃粉與一種光敏聚合物作為原材料,用普通SLA 3D印表機將它們製作成含有豐富細節的玻璃結構,這是普通3D印表機首次以普通溫度實現的玻璃3D列印,具有重要意義,它讓其他業者看到了從事玻璃3D列印的希望。此外,科研人員表示,如果在原材料中加入金屬鹽,玻璃甚至可以呈現不同的色彩。
5月,美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室研發出一種玻璃3D列印新技術,有望為激光器及其他光學器件的構建方式帶來革新。科研人員表示,FDM 3D列印和立體光刻等技術無法完全熔融玻璃材料,因此會導致多孔或不均勻的結構,而他們用玻璃顆粒的濃縮懸浮液研製了一系列定製玻璃3D列印墨水,具有高可控度的流動性,因此支持在室溫下進行列印。
【樹脂3D列印】商界與學界并力推動產業發展,成果豐富
比起玻璃,樹脂進入3D列印界的時間更早,而且已經實現商用,成為較常見的一種3D列印材料,被大量用於工業模型製作、可穿戴設備生產等領域。2017年,樹脂3D列印無論是在商業應用還是實驗室研究中都有不少收穫,呈現出商界與學界并力推動產業發展的良好態勢。由此可以預見,樹脂3D列印技術在人造樹脂行業的影響力將持續擴大。
新產品:與陶瓷3D列印關係密切,顏色單調問題獲得解決方案
2017年1月,美國3D列印公司Formlabs推出一款驚艷業界的新型陶瓷樹脂,可以生產出視覺和質感都非常像陶瓷的固化對象。與此同時,Formlabs還公布了重新配製的新型灰色樹脂材料,可以實現極好的細節展現,用該材料製成的多功能磨砂表面既可以直接使用,也可以用於在其上展開繪製。
4月,美國陶瓷3D列印公司Tethon 3D推出一款性能獨特的光固化玻璃陶瓷聚合物樹脂,它適用於SLA和DLP 3D印表機。用這種材料製成的物體呈半透明白色,擁有光滑的玻璃表面。此產品密度和孔隙率均較低,耐腐蝕性強,不導電,不導熱,用途廣泛。
7月,美國樹脂3D列印公司MakerJuice Labs推出一系列顏料,為樹脂3D列印產品的著色提供了解決方案。這些顏料目前有黑色、白色、紅色、藍色、綠色、黃色等,如果選擇性地加入到樹脂中,便可使樹脂呈現相應顏色,具體添加劑量需在不影響列印質量的前提下,由著色程度決定。這對一向受色彩單調問題困擾的樹脂3D列印行業來說無疑是個好消息。
10月,Formlabs又推出一款面向牙科行業的3D列印材料,據說是第一款可以長期使用的具有生物相容性的樹脂,能夠用來3D列印夾板、牙齒固位體等正畸設備,該材料支持極快的列印速度,據Formlabs介紹,單個平台2小時內可用該材料列印出七個夾板。
11月,美國3D列印新銳公司Carbon推出一種3D列印有機硅聚氨酯材料,具備低硬度、生物相容性、抗撕裂性等特性。這些特性決定了它非常適用於製作可直接與皮膚長時間接觸以及與粘膜短期接觸的定製3D列印產品。
新技術:無需加熱,無需化學處理,無需支撐結構,具有形狀記憶
6月,美國北卡羅來納州立大學利用一種由水和固體及液體形式的硅樹脂組成的糊狀墨水3D列印出多孔柔性硅橡膠結構。該技術有望應用於生物醫學和柔性機器人領域。這種新結構的製作方法無需加熱,也不需要特殊化學處理,進而極具優勢,這得益於該技術使用的兩種形式的硅膠。
7月,美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室用3D列印設備製作出具有形狀記憶的硅樹脂結構。這些結構在變性後還能恢復到原來的形狀,有廣泛用途,特別是在醫療行業前景大好。該結構擁有「記憶」的秘密在於,其中加入了可控的殼玻璃轉變溫度的聚合物微球體,這是一種全新的嘗試。
11月,德國弗勞恩霍夫激光技術研究所和德國原型公司Rapid Shape共同研製出一種基於樹脂、類似SLA的新型3D列印技術,其特色在於無需支撐結構,且無需3D列印部件連接到列印平台。不過它與SLA一樣,以LED燈為光源,通過逐層固化液態樹脂成形。較之於傳統增材製造技術,該工藝的效率更高,可在相同時間內產出更多零件。


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