3D打印作為一種“增材制造”,與“減材制造”相對。對于現(xiàn)階段的制造業(yè)來說,目前通常所使用的材料加工技術(shù)多為“減材制造”技術(shù),即對原材料進(jìn)行去除、切削、組裝等加工,使原材料具備特定的形狀并可執(zhí)行特定的功能。而“增材制造”則直接將原材料逐層堆積成特定的形狀,以實現(xiàn)特定的功能。
然而,傳統(tǒng)的3D打印,卻受限于用噴頭噴出樹脂,繼而一層層堆疊起來的程序,導(dǎo)致打印效率并不高。一般打印一個物體可能需要幾小時甚至幾天。
用這種方法打印的材料,其精度受到噴頭大小的影響——噴頭大了,打印精度低;噴頭小了,雖然能提高精度,打印速度也慢下來了。此外,這種打印方式導(dǎo)致層與層之間結(jié)合不太緊密。受到外力后,層與層之間更是容易松脫。
基于此,一家名為Carbon的3D打印創(chuàng)業(yè)公司開發(fā)了一種全新的技術(shù),大大提高了速度。他們2015年發(fā)表在Science上的論文首次展示了這種技術(shù),稱之為連續(xù)液面生成(CLIP),能比傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)快上100倍。
但盡管解決了速度,卻受到打印材料的限制。此外,CLIP的打印速度雖然有了大幅度提升,對于批量生產(chǎn)來說仍然不夠。
現(xiàn)在,來自德國的一組團隊,開發(fā)出了xolography,一種雙色技術(shù),通過不同波長的交叉光束線性激發(fā),在限定的單體體積內(nèi)誘導(dǎo)局部聚合,能在幾秒內(nèi)完成一次3D打印,比之前最快的技術(shù)也要快上十倍,并且保持高加工精度,達(dá)到25微米(僅不到頭發(fā)絲直徑一半)。
研究人員用一臺具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征以及機械和光學(xué)功能的三維物體的體積打印機演示了這一概念。與最先進(jìn)的3D打印方法相比,其技術(shù)展現(xiàn)出了樂觀的應(yīng)用前景。
事實上,作為一種制造技術(shù),3D打印技術(shù)承載了人們對未來制造模式,是數(shù)字時代人類技術(shù)積累到一定階段所孕育出來的新技術(shù),在未來,傳統(tǒng)制造的物理限制和空間限制將不再那么重要,設(shè)計、生產(chǎn)將更加扁平化、更加開放。
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