LLNL基于全息的立體3D打印可在幾秒鐘內(nèi)完成3D對(duì)象
在學(xué)術(shù)合作者的幫助下，勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的研究人員正在使用投射到光敏樹脂中的全息圖3D圖像在很短的時(shí)間內(nèi)3D打印復(fù)雜的部分。立體3D打印過程一次打印對(duì)象，而不是逐層打印。
在3D打印或增材制造的旗幟下，有幾種截然不同的技術(shù)：FDM，SLM，SLA等。所有這些非常不同的3D打印技術(shù)都以不同的方式處理各自的材料，但它們都有一個(gè)關(guān)鍵特征：它們逐層制作對(duì)象。
LLNL，從來沒有一個(gè)組織避免重寫規(guī)則手冊(cè)，已經(jīng)開發(fā)出全息樹脂3D打印技術(shù)，完全避開了層層疊疊的方法來制造一個(gè)物體。
它被稱為立體3D打印，它使用一種3D全息圖投影儀來一次性處理光敏樹脂，而不是一次一層。該過程是與加州大學(xué)伯克利分校，羅切斯特大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員合作開發(fā)的。
根據(jù)大量研究人員的看法，使用常規(guī)投影儀（2D）或激光（1D）生成3D光投影的過程對(duì)于3D打印零件的速度有很大影響。
LLNL工程師Chris Spadaccini解釋說：“這將制造轉(zhuǎn)移到一個(gè)完全3D的操作，這是以前從未做過的。對(duì)吞吐量的潛在影響可能是巨大的，如果你能做得好，你仍然會(huì)有很多復(fù)雜性。”
該過程通過引導(dǎo)三個(gè)重疊的激光束一起工作，可以從三個(gè)不同的方向定義物體的幾何形狀。 這導(dǎo)致在樹脂桶內(nèi)投射完整的3D圖像。
當(dāng)然，光線也會(huì)觸及樹脂不被打印的部分，但是由于光線在光束交叉處的強(qiáng)度要大得多，所以10秒左右的光束足以完全和精確地固化3D部分。未使用的樹脂可以被排出，留下完成的塑料部分。
一次完成的過程還允許部件進(jìn)行3D打印，否則可能需要大的支撐結(jié)構(gòu)。
但是，立體3D打印過程有一些限制。由于激光束在3D打印過程中保持不變，因此部件分辨率有限，而且非常復(fù)雜的形狀難以制造。此外，科學(xué)家們需要更好地了解可固化樹脂的化學(xué)性質(zhì)，例如，了解每種情況下激光應(yīng)該投射多長(zhǎng)時(shí)間。
但與新的3D打印過程所帶來的巨大機(jī)遇相比，這些限制是一個(gè)小小的麻煩。研究人員認(rèn)為，體積3D打印可以用來制造精細(xì)的水凝膠結(jié)構(gòu)，甚至可以用于零重力條件下的空間打印。 而且，它的速度非?？欤挥惺褂酶吖β实募す獠拍塬@得更快的速度。
（A）SLM，硅空間光調(diào)制器上的液晶; FTL，傅立葉變換鏡頭; BB，光束塊消除散射光;惠普，全息飛機(jī); 4fN，在用于擴(kuò)束或圖像中繼的“4-f”配置中的望遠(yuǎn)鏡透鏡對(duì)[4f2合并了針孔空間濾波器（SF）]。嵌入圖像詳細(xì)描述了45°棱鏡反射鏡的配置，用于將圖像子成分光束在正交方向引導(dǎo)到樹脂體積中。 （B到G）使用這個(gè)系統(tǒng)制造的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)從一個(gè)單一的暴露時(shí)間5到10秒。比例尺，2毫米。
Shusteff說：“我希望這將會(huì)激勵(lì)其他研究人員尋找其他方法來處理其他材料。這將是一個(gè)范式轉(zhuǎn)變。”
“科學(xué)進(jìn)展”（Science Advances）發(fā)表了“復(fù)雜聚合物結(jié)構(gòu)的一步容量增材制造”研究論文。它的作者是Shusteff，Allison E.M. Broww，Brett E. Kelly，Johannes Henriksson，Todd H. Weisgraber，Robert M. Panas，Nicholas X. Fang和Spadaccini。
編譯自：3ders.org
在3D打印或增材制造的旗幟下，有幾種截然不同的技術(shù)：FDM，SLM，SLA等。所有這些非常不同的3D打印技術(shù)都以不同的方式處理各自的材料，但它們都有一個(gè)關(guān)鍵特征：它們逐層制作對(duì)象。
它被稱為立體3D打印，它使用一種3D全息圖投影儀來一次性處理光敏樹脂，而不是一次一層。該過程是與加州大學(xué)伯克利分校，羅切斯特大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員合作開發(fā)的。
根據(jù)大量研究人員的看法，使用常規(guī)投影儀（2D）或激光（1D）生成3D光投影的過程對(duì)于3D打印零件的速度有很大影響。
該過程通過引導(dǎo)三個(gè)重疊的激光束一起工作，可以從三個(gè)不同的方向定義物體的幾何形狀。 這導(dǎo)致在樹脂桶內(nèi)投射完整的3D圖像。
當(dāng)然，光線也會(huì)觸及樹脂不被打印的部分，但是由于光線在光束交叉處的強(qiáng)度要大得多，所以10秒左右的光束足以完全和精確地固化3D部分。未使用的樹脂可以被排出，留下完成的塑料部分。
一次完成的過程還允許部件進(jìn)行3D打印，否則可能需要大的支撐結(jié)構(gòu)。
但與新的3D打印過程所帶來的巨大機(jī)遇相比，這些限制是一個(gè)小小的麻煩。研究人員認(rèn)為，體積3D打印可以用來制造精細(xì)的水凝膠結(jié)構(gòu)，甚至可以用于零重力條件下的空間打印。 而且，它的速度非?？欤挥惺褂酶吖β实募す獠拍塬@得更快的速度。
（A）SLM，硅空間光調(diào)制器上的液晶; FTL，傅立葉變換鏡頭; BB，光束塊消除散射光;惠普，全息飛機(jī); 4fN，在用于擴(kuò)束或圖像中繼的“4-f”配置中的望遠(yuǎn)鏡透鏡對(duì)[4f2合并了針孔空間濾波器（SF）]。嵌入圖像詳細(xì)描述了45°棱鏡反射鏡的配置，用于將圖像子成分光束在正交方向引導(dǎo)到樹脂體積中。 （B到G）使用這個(gè)系統(tǒng)制造的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)從一個(gè)單一的暴露時(shí)間5到10秒。比例尺，2毫米。
“科學(xué)進(jìn)展”（Science Advances）發(fā)表了“復(fù)雜聚合物結(jié)構(gòu)的一步容量增材制造”研究論文。它的作者是Shusteff，Allison E.M. Broww，Brett E. Kelly，Johannes Henriksson，Todd H. Weisgraber，Robert M. Panas，Nicholas X. Fang和Spadaccini。
編譯自：3ders.org
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