你所認知的3D列印技術是什麼呢?是一層一層的堆疊?還是像好萊塢電影《不可能的任務》(Mission: Impossible)中360度印製面具的技術?美國北卡大學(University of North Carolina)的研究團隊發明了1項新技術:光雕液體樹脂,這個研究成果將讓3D列印的時間大為縮短,也讓3D列印技術往前邁進一大步,這項研究成果已刊登於16日出版的《科學》(Science)期刊,也於2015年的TED(Technology, Entertainment, Design,科技、娛樂與設計)大會中發表。
光化聚合原理
有別於傳統3D列印技術,北卡大學化學系的迪西蒙(Joseph DeSimone)教授所帶領的團隊設計出了利用紫外線雕刻液態樹脂(resin)的技術,他們稱這項技術為「無間斷液態3D列印(continuous liquid interface production)」。
也就是說,3D印表機連接上電腦後,準備要列印的物品投影到列印機上的投影機,再以紫外線投射在液態樹脂上雕刻出形像,同時使其堅硬成形,在光雕的同時,生產平台會逐漸將光雕的物品從印表機上的液態樹脂盆中「拉出」。
在拉出的同時,光雕作品將經過無氧作用區(dead zone),均勻的噴上一層溶解氧,防止光雕作品附著在液態樹脂盆中阻礙生產平台拉出,亦即「光化聚合反應(photo polymerization)」。迪西蒙自嘲,拉出成品的過程很容易聯想到電影《魔鬼終結者2》(Terminator 2)中T-1000液態金屬人的生成過程。
更快,更堅固
由於現存3D列印多以一層層的堆疊列印成品構成整個作品,堅固性常讓人詬病,迪西蒙的新技術將可增強3D列印成品的耐用度,同時一體成形的成品也更美觀,再者,以往傳統3D列印所需的時間至少以小時計算,但迪西蒙的新技術則讓列印時間縮短為30分鐘以內。
這項技術也已找到合作廠商Carbon3D進行開發,最快2016年就可量產,由於印製時間大幅縮短,因此未來將可大量製造,尤以例如牙刷、飾品或粗胚等塑膠製品為最,不必再枯等傳統3D列印每一「層」(layer)按序完成。
"Making parts in real-time opens up 3D manufacturing" @Joseph_DeSimone https://t.co/9L4gKVFvdY #TED2015
— Carbon3D (@Carbon3D) 2015 3月 17日
3D列印技術發展至今,所帶來的方便無可比擬,但論者指出未來恐仍無法普及,因為只有當研發廠商、醫院、餐飲業與時尚界在開發新品時,才有能力負擔高額的印製成本,無法普及至一般家庭使用。