德國(guó)Fraunhofer 研究所（Fraunhofer ILT）與合作伙伴Rapid Shape 公司正在研發(fā)一種新的光固化3D打印技術(shù)-TwoCure，該技術(shù)的特點(diǎn)是不需要為樹(shù)脂3D打印零件添加支撐結(jié)構(gòu)。免去添加支撐結(jié)構(gòu)不僅能夠節(jié)省用戶的CAD模型準(zhǔn)備時(shí)間，還將使光固化3D打印零件的后處理步驟進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

     目前，TwoCure3D打印技術(shù)的研發(fā)有了新的進(jìn)展，除了對(duì)該3D打印工藝本身進(jìn)行完善之外，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)基于TwoCure工藝的3D打印設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化集成。本期，我們共同了解一下Fraunhofer 研究團(tuán)隊(duì)在這方面取得的進(jìn)展。

將集成自動(dòng)化后處理工藝

     TwoCure 通過(guò)光與冷相互作用形成零件，該工藝與已廣泛使用的SLA 3D打印技術(shù)類(lèi)似，也是通過(guò)光刻曝光使光敏樹(shù)脂材料逐層固化。TwoCure 與SLA 3D打印技術(shù)的不同之處是零件不需要添加支撐結(jié)構(gòu)。

TwoCure 3D打印原型機(jī)，圖片來(lái)源：Fraunhofer ILT

    TwoCure 3D打印過(guò)程中，在溫暖的光的照射下，打印零件被固化。 同時(shí)，冷卻的空間使逐層創(chuàng)建的熱固性組分與樹(shù)脂一起凍結(jié)成塊狀，就像蠟一樣。這些蠟狀的包裹材料，將在打印件取出之后，在室溫下進(jìn)行熔化。零件在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的清潔與后期固化后即可使用。

包裹著蠟狀材料的3D打印樣件，圖片來(lái)源：Fraunhofer ILT

      目前，TwoCure3D打印設(shè)備的原型機(jī)已經(jīng)推出，F(xiàn)raunhofer 研究團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)基于TwoCure 3D打印設(shè)備的自動(dòng)化工藝。在集成了自動(dòng)化技術(shù)之后，通過(guò)TwoCure 技術(shù)3D打印的零件將被自動(dòng)移出打印設(shè)備，并放置到熔化架上，將外包裹的蠟狀材料熔化掉。

團(tuán)隊(duì)的計(jì)劃是將自動(dòng)化功能擴(kuò)展到接下來(lái)的清潔和后期固化環(huán)節(jié)中，自動(dòng)完成從3D打印到打印后處理的全過(guò)程，使得用戶只需對(duì)虛擬打印任務(wù)進(jìn)行管理，而具體的3D打印工作交給自動(dòng)化工藝去完成。

Review

     TwoCure 研發(fā)團(tuán)隊(duì)旨在通過(guò)兩種方式提升光固化3D打印技術(shù)的效率。一種是工藝本身無(wú)需添加支撐，這一改進(jìn)將節(jié)省打印準(zhǔn)備時(shí)間以及簡(jiǎn)化后處理步驟。在TwoCure 技術(shù)誕生之前，由于樹(shù)脂材料的結(jié)構(gòu)脆弱，如果在打印時(shí)不添加支撐結(jié)構(gòu)則會(huì)產(chǎn)生倒塌。添加支撐結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)用戶應(yīng)用3D打印造成一定困擾，因?yàn)橛脩粜枰獙?duì)CAD模型進(jìn)行額外的準(zhǔn)備，并花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行零件的后處理。

     另一種方式是將TwoCure 3D打印設(shè)備與自動(dòng)化集成，通過(guò)自動(dòng)化完成從零件打印到后處理的整個(gè)工藝流程。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，集成自動(dòng)化技術(shù)也是光固化3D打印技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，光固化3D打印領(lǐng)域陸續(xù)推出了自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，例如3D Systems 的Figure 4，其中一個(gè)版本是包含了自動(dòng)化材料處理和集中后處理的生產(chǎn)型設(shè)備；黑格科研發(fā)了可通過(guò)模組與機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)柔性產(chǎn)量擴(kuò)展的3D打印自動(dòng)化生產(chǎn)線Ultracraft Mass。