clip是什么意思(CLIP:连续液体制造技术)CLIP:连续液体制造技术
约瑟夫姆发明的一种连续液体界面制造技术,即CLIP(连续液体界面生产)。北卡罗来纳大学教堂山分校的化学教授、Carbon3D公司的DeSimone,他的同事、Carbon3D公司的首席技术官Alex Ermoshkin,以及北卡罗来纳大学的化学教授Edward T. Samulski。基于这项技术,他们获得了2.55亿米的风险投资,成立了碳公司。
为了帮助大家更好的理解CLIP技术的原理,我们来说说丙烯酸酯的阻氧作用。正如我们前面提到的,光敏树脂可以分为丙烯酸酯树脂和环氧树脂。在光照下,丙烯酸酯树脂容易受到氧气的影响,导致固化失败。但环氧树脂的光敏树脂没有阻氧作用,不会受到氧的影响。我们可以看到很多台式SLA打印机的光源都是位于树脂槽的下方,一层固化后打印平台会向上移动。这是因为固化层中没有氧气的介入,用丙烯酸酯印刷的SLA产品成功率更高。
CLIP技术是在传统桌面SLA技术的基础上,利用丙烯酸酯的阻氧作用:采用透明透气的特氟隆薄膜作为树脂罐底部,让光线和氧气通过。由于氧气的抑制作用,进入树脂罐的氧气会抑制最靠近底部的一部分树脂固化,形成厚度几十微米的“死区”。同时,紫外光会固化盲区上方的感光树脂。也就是说,固化后的印刷品不像传统的SLA打印机那样粘在树脂槽底部,所以打印时不需要慢慢剥离,可以实现连续打印,打印速度比普通光固化快10到100倍。
CLIP工作原理示意图
CLIP技术利用了人们通常希望避免的氧抑制效应,从而达到突破性的打印速度。但也限制了只能使用丙烯酸酯类光敏树脂,而不能利用环氧类光敏树脂的优势。同时CLIP连续印刷没有刮刀涂布步骤,对感光树脂的粘度低、流动性好,因此对CLIP技术中使用的感光树脂提出了更高的要求。
CLIP印刷工艺流程
传统的SLA技术采用逐层固化、逐层叠加的方法构造三维对象。层间需要中断光照,然后再用光敏树脂覆盖固化区域的表面,再进行光照形成新的固化层,比较费时。CLIP技术最重要的两个优势是前面提到的打印速度,比传统3D打印机快10到100倍;另一种是理论上分层可以无限精细:传统的3D打印需要将3D模型切割成很多层,这就决定了粗糙度无法消除,连续液位生产模式底部投射的光像可以连续变化,这在技术上更类似于铸造零件。如下图所示,右边传统的3D打印对象由于其层状结构,抗剪切性较差;而CLIP技术制造的物体表面比较细腻,在实际应用中很少受到关注。
显微镜下的CLIP技术(左)与传统SLA 3D打印的对比(右)
CLIP技术的发明者DeSimone教授认为,CLIP技术制造的产品具有更强的机械特性。该技术首次实现了高弹性或高阻尼系数的弹性体,可用于振动控制实验或制作高弹性运动鞋。
CLIP技术制造的物体(左)弹性性能更好
CLIP技术开辟了创新的新领域。个性化医疗更有前景,比如为患者定制心脏支架、冠状动脉支架等。传统上需要几个小时甚至几天才能制造出来,而CLIP技术只需要十分钟就可以完成打印任务。除了医疗保健和医疗,还包括其他主要行业,包括汽车和航空。
我们知道位于美国西蒙尼的CLIP技术实验室正在开发弹性体、硅树脂、尼龙类材料、陶瓷和可生物降解材料。自2016年底以来,国内企业和研究机构开发了这项技术。2017年3月,一款商用CLIP打印机在中国出现。
CLIP技术发明的真正意义是什么?众所周知,当今世界的纳米制造技术非常尖端,摩尔定律让我们能够制造10微米甚至更小的物体,但人类制造10到1000微米的中等尺度范围的物体仍然非常困难。当我们的3D打印技术非常成熟的时候,它可以达到惊人的效果。3D打印的技术突破,像多米诺骨牌一样,将带来新的传感技术、新的药物传递技术、芯片技术等真正革命性的产品。以后我会慢慢给大家普及这些新技术。
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