LLNL基于全息的立體3D打印可在幾秒鐘內完成3D對象
在學(xué)術(shù)合作者的幫助下，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室（LLNL）的研究人員正在使用投射到光敏樹(shù)脂中的全息圖3D圖像在很短的時(shí)間內3D打印復雜的部分。立體3D打印過(guò)程一次打印對象，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：它們逐層制作對象。
LLNL，從來(lái)沒(méi)有一個(gè)組織避免重寫(xiě)規則手冊，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出全息樹(shù)脂3D打印技術(shù)，完全避開(kāi)了層層疊疊的方法來(lái)制造一個(gè)物體。
它被稱(chēng)為立體3D打印，它使用一種3D全息圖投影儀來(lái)一次性處理光敏樹(shù)脂，而不是一次一層。該過(guò)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(kāi)發(fā)的。
根據大量研究人員的看法，使用常規投影儀（2D）或激光（1D）生成3D光投影的過(guò)程對于3D打印零件的速度有很大影響。
LLNL工程師Chris Spadaccini解釋說(shuō)：“這將制造轉移到一個(gè)完全3D的操作，這是以前從未做過(guò)的。對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 )有很多復雜性。”
該過(guò)程通過(guò)引導三個(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。 這導致在樹(shù)脂桶內投射完整的3D圖像。
當然，光線(xiàn)也會(huì )觸及樹(shù)脂不被打印的部分，但是由于光線(xiàn)在光束交叉處的強度要大得多，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(shù)脂可以被排出，留下完成的塑料部分。
一次完成的過(guò)程還允許部件進(jìn)行3D打印，否則可能需要大的支撐結構。
但是，立體3D打印過(guò)程有一些限制。由于激光束在3D打印過(guò)程中保持不變，因此部件分辨率有限，而且非常復雜的形狀難以制造。此外，科學(xué)家們需要更好地了解可固化樹(shù)脂的化學(xué)性質(zhì)，例如，了解每種情況下激光應該投射多長(cháng)時(shí)間。
但與新的3D打印過(guò)程所帶來(lái)的巨大機遇相比，這些限制是一個(gè)小小的麻煩。研究人員認為，體積3D打印可以用來(lái)制造精細的水凝膠結構，甚至可以用于零重力條件下的空間打印。 而且，它的速度非?？?，只有使用更高功率的激光才能獲得更快的速度。
（A）SLM，硅空間光調制器上的液晶; FTL，傅立葉變換鏡頭; BB，光束塊消除散射光;惠普，全息飛機; 4fN，在用于擴束或圖像中繼的“4-f”配置中的望遠鏡透鏡對[4f2合并了針孔空間濾波器（SF）]。嵌入圖像詳細描述了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到樹(shù)脂體積中。 （B到G）使用這個(gè)系統制造的結構，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(shuō)：“我希望這將會(huì )激勵其他研究人員尋找其他方法來(lái)處理其他材料。這將是一個(gè)范式轉變。”
“科學(xué)進(jìn)展”（Science Advances）發(fā)表了“復雜聚合物結構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：它們逐層制作對象。
它被稱(chēng)為立體3D打印，它使用一種3D全息圖投影儀來(lái)一次性處理光敏樹(shù)脂，而不是一次一層。該過(guò)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(kāi)發(fā)的。
根據大量研究人員的看法，使用常規投影儀（2D）或激光（1D）生成3D光投影的過(guò)程對于3D打印零件的速度有很大影響。
該過(guò)程通過(guò)引導三個(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。 這導致在樹(shù)脂桶內投射完整的3D圖像。
當然，光線(xiàn)也會(huì )觸及樹(shù)脂不被打印的部分，但是由于光線(xiàn)在光束交叉處的強度要大得多，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(shù)脂可以被排出，留下完成的塑料部分。
一次完成的過(guò)程還允許部件進(jìn)行3D打印，否則可能需要大的支撐結構。
但與新的3D打印過(guò)程所帶來(lái)的巨大機遇相比，這些限制是一個(gè)小小的麻煩。研究人員認為，體積3D打印可以用來(lái)制造精細的水凝膠結構，甚至可以用于零重力條件下的空間打印。 而且，它的速度非?？?，只有使用更高功率的激光才能獲得更快的速度。
（A）SLM，硅空間光調制器上的液晶; FTL，傅立葉變換鏡頭; BB，光束塊消除散射光;惠普，全息飛機; 4fN，在用于擴束或圖像中繼的“4-f”配置中的望遠鏡透鏡對[4f2合并了針孔空間濾波器（SF）]。嵌入圖像詳細描述了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到樹(shù)脂體積中。 （B到G）使用這個(gè)系統制造的結構，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“復雜聚合物結構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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