●切片无关:打破速度与精度悖论
由于是连续的照射过程,因此3D打印的速度不再受到切片层数量的影响,而是仅仅取决于紫外线照射时的聚合速度以及聚合的粘性。而切片层厚决定了打印成品的表面精度,由此打破了3D打印技术精度与速度不能同时提高的悖论。
100微米层厚的表面细节 图源sciencemag.org
1微米层厚的表面细节 接近完美 图源sciencemag.org
研究者通过实验,在1微米也就是千分之一毫米的切片精度下,打印出了肉眼难以辨识的光滑表面。这让我们感到非常振奋。目前,几位研究员已经为CLIP技术申请了专利并获得许可,专利号为WO 2014/126837 A2。
专利号WO 2014/126837 A2的CLIP专利已经授权 来自谷歌专利搜索
在目前的实验和展示中,CLIP技术原型3D打印机可以打印小至50微米、大至25厘米的物体。我们认为CLIP技术,在桌面3D打印领域的优势,远远超过目前的FDM技术和SLA技术。而在商业3D打印应用领域,CLIP技术的前景不可限量。
50微米直径的小物体(上)、10厘米高的埃菲尔铁塔(左)和20厘米的鞋托(右) 图源sciencemag.org
那么在商业3D打印领域,惠普在2014年宣布“10倍速”的3D打印技术Multi Jet Fusion研发成功。它和同样尚未在商业中应用的CLIP技术相比,谁的速度更快呢?
●惠普3D打印技术 面临新挑战
提到更高速的3D打印技术,我们就必须提到惠普的Multi Jet Fusion技术。惠普在2014年末宣布这项技术研发成功,并展示原型3D打印机的时候,还没有CLIP的任何消息。
惠普Multi Jet Fusion的颠覆之处就在于,基于惠普现有的热喷墨技术,将喷头做成孔径细小、密度极高的阵列,喷头的一次单程运动就可以完成一层喷射材料的覆盖。
惠普Multi Jet Fusion 3D打印机顶视图示意 上方的材料喷头和右侧的墨水喷头都可以覆盖到中央的整个工作区
与之相近的,是Stratasys的PolyJet技术,同样是用一组喷头模组来喷射。只不过PolyJet的优势不在于速度,而是在于多种材料的混合喷射。
Stratasys PolyJet技术示意 1到8号表示8个喷头组成了喷头模组 图源stratasys.com.cn
Multi Jet Fusion的喷头阵列就是大大提高速度的秘密。并且,“10倍速”这个数据在惠普实验室中通过与SLS和FDM技术的测试对比,已经被验证。那么25-100倍速的CLIP,是不是远远快于惠普的Multi Jet Fusion技术呢?我们看这个表格。
3D打印技术速度对比 | |||
CLIP | HP Multi Jet Fusion | PolyJet | SLS |
单色 | 全彩 | 全彩 | 单色 |
连续液体 | 液滴 | 液滴 | 粉末 |
500mm/h | ? | 20mm/h | 17mm/h |
从我们现有的数据,可以看到CLIP的实验数据每小时500mm高度的成型速度,是远远快于PolyJet技术和SLS技术的。惠普Multi Jet Fusion的速度,仍然没有数据可查。我们认为CLIP相比惠普Multi Jet Fusion还是有速度优势的,不过达不到10倍于惠普Multi Jet Fusion的程度。
惠普对Multi Jet Fusion技术的定位是一个高效率、低成本的商业化技术。惠普在Multi Jet Fusion技术白皮书中阐述,这一技术实现了“以更低成本的3D打印系统,媲美价格高昂设备的打印速度和质量”的效果。
而CLIP则是一个不论在桌面应用还是在商业应用上,都可以实现高效率、高精度、低成本应用的技术。SLS技术的应用成本高,主要面向航空航天、汽车制造、模具制造的领域;PolyJet成型速度较慢;所以在细分化的市场上,惠普面临来自CLIP技术的新挑战。
我们试看频出的新技术,会将3D打印应用的市场引向何方。
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