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瓷牙也能3D打印了

| 2020-12-12

记者30日从广州南沙3D打印创新研究院获悉,该院历时一年研发的新型3D打印机正在调试阶段,即将正式面世。据了解,该产品打印速度将实现数倍增长,在材料使用上也将大大拓宽,陶瓷材料、金属填充材料等均可应用于其中,将来可以应用于瓷牙打印等领域。

30日上午,记者来到南沙3D打印创新研究院时,该院院长许小曙和技术团队正在对新机器进行调试。许小曙告诉记者,这款新型的3D打印机其实是对传统SLA(即激光快速成型技术,3D打印技术的一个分支)打印机的突破和创新。

3D打印,其实质为增材制造。而SLA的工作原理就是用激光技术对光敏树脂等材料进行逐层固化的技术,在料槽中每固化完一层之后,工作台就下降一层薄片的高度,已固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢牢粘结在前一层上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。

据介绍,传统的SLA打印机存在三个主要问题。首先,对材料流动性要求高,只能用较稀的材料进行制作,如树脂、塑料等,不得不舍弃高粘度材料。其次,工件成型后需要用刮板刮平,这个过程中会对工件有剪力,不得不设计强壮精准的支撑结构固定产品,而最终的产品打印完还要去掉支撑结构,会对工件造成影响,如造成斑点等,并且产品完成后去支撑的过程复杂,同时浪费材料,成本也增加了。第三,成型速度慢是SLA打印机的另一个瓶颈。其铺料的过程时间长,每铺设一层需要10秒以上时间,而一个工件往往会涉及上万层,多的可达10万层,耗时非常长。

许小曙说,研究院正在调试的挤出成型技术的3D打印机将破解目前的问题。挤出成型的一大突破就在于材料使用范围更广。采用高压技术喷出材料,可用材料的粘度提高5-6倍,材料应用范围扩大,可生产陶瓷、生物材料、金属填充等多类型产品。

由于使用材料的粘度提高,材料喷出与成型过程分离,没有接触,降低了支撑要求,支撑结构简化到原来的10%―20%,减少了成本,这是挤出成型的第二个优点。

在材料铺层时间上也有了大的突破,挤出成型,每层铺材料的时间只需1秒左右,相当于原来的1/10。而铺材料占据了3D打印流程的50%时间,因此整个打印速度也实现了成倍增长。

许小曙表示,利用该打印机可生产产品的表面尺寸达到800×400mm,同时生产的产品精度高,产品细节可以做得更好,未来可以利用陶瓷、生物材料或者金属填充类材料,打印出瓷牙或金属刀具。以瓷牙为例,传统上需要熟练工人在磨床上对材料进行切割、洗磨,耗时长,对刀具损耗大,对人工要求高。利用挤出成型技术可以实现全自动生产,成本将大大降低。

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