3D 打印的進步使設計師和工程師可以更輕盈地實行定制化生產、創(chuàng)立不同尺寸的原型，并且制造傳統生產技術不能生產的構造。可是這項技術仍舊面對著限于性——這個流程速率還不足快，以及須要特定的原料，在大多數狀況下，必要一次應用一類原料。

最近，依據3D科學谷的市場觀測，斯坦福大學的隊伍開發(fā)了一類 3D 打印方式- iCLIP，其速率比現在最快的高辨別率打印機快 5 到 10 倍，以及可以在單個物體中應用多品種型的樹脂。

iCLIP技術3D打印多原料

? 斯坦福大學

迅速+多原料

應用 iCLIP 方式進行 3D 打印，容許在單個物體中應用多品種型或色彩的樹脂。

斯坦福大學的研發(fā)職員的研發(fā)結果近日刊登在《科學進展》上，比現在可用的最快的高辨別率3D打印方式快 5 到 10 倍，以及也許容許研發(fā)職員應用擁有更好機器和電氣功能的更厚樹脂。

依據論文的通訊作家、轉變醫(yī)學 Sanjiv Sam Gambhir 老師、斯坦福大學放射學和化學工程老師 Joseph DeSimone （Carbon創(chuàng)始人），這項新技術將有助于十足施展 3D 打印的后勁，這將使3D打印速率更快，有助于開創(chuàng)數字生產的新世紀，并可以一步生產高難的多原料物體。

操控樹脂的流動

新設計改善了Carbon創(chuàng)始人DeSimone老師和他的同事在 2015 年創(chuàng)立的一類 3D 打印方式，稱為持續(xù)液體界面制造（CLIP）。CLIP 技術看起來像是科幻片子中的情景——1個充斥樹脂的池子里，借用光和氧氣來“生長”出3D物體。通過可調整的光化學處置，讓促成聚合的紫外光和抑止聚合的氧氣在充斥樹脂的池子里獲得1個平衡，以“生長”出想3D打印的物體外形。據悉，CLIP的中心技術在于1個闊以操控紫外光和氧氣透過的特殊窗口。

但是CLIP技術存在著絕對的打印速率戰(zhàn)斗，跟著固體部分的升高，液體樹脂理應填充在它后面，進而實行光滑、持續(xù)的3D打印。但這并非總是會爆發(fā)，特別是當部件升高太快或樹脂特別粘稠時。

斯坦福大學開發(fā)的打針 CLIP技術（或稱為iCLIP）的新方式，將打針泵裝載在升高平臺的頂部，以在主要點增加額外的樹脂。這戰(zhàn)勝了本來CLIP 技術中的被動樹脂流動流程，新的iCLIP技術將樹脂踴躍注入3D打印機須要的領域。

(A) CLIP 工藝，顯現3D打印目標的力圖和樹脂流動。(B) 通過 CLIP 打印圓柱幾何圖形時，從潤滑理論分析導出的死區(qū)速率場和壓力梯度，此中~ 和 ~ 分別是死區(qū)中的垂直距離和徑向距離，~ 是徑向速率 . 較深的色彩表示較大的速率矢量，相同，較淺的色彩表示低流體速率的窒礙區(qū)。(C) iCLIP 流程標明打針樹脂從加壓源通過微流體管道流向死區(qū)。(D) 從潤滑理論解析得出的死區(qū)速率場和壓力梯度，同時通過 CLIP 打印圓柱形幾何外形，并通過中央高架橋持續(xù)噴射。

多原料操控方略

(A) 用來在 iCLIP 3D打印時期校準打針速度的測驗幾何構造，操控參數闊以在 iCLIP 打印時期進行調節(jié)，以調節(jié)部件中大桶與打針樹脂的比率。以下是3D打印流程中不同打針速度的死區(qū)圖片，并且對應的 CFD 模仿預判。(B) 針對三類不同的打針曲線，打針速度與打針樹脂生成的固化零件的比率之間的有關性。（C 到 E）參數掃描試驗在 iCLIP 時期調節(jié)3個操控參數之一，以校準注入樹脂的注入流程。 ? ScienceAdvances

多原料 iCLIP 3D打印案例

（A 到 E）5個歷程上首要的建筑物 (35)，印有國旗，以加大高難性。（F 到 J）對應的 iCLIP 打印方略凸顯了打印流程中不停改變的管道幾何外形。管道設計在零件內部和/或外部，以實行所需的梯度。

iCLIP 的多目的微流體設計。(A) 最大限制地提升速率，以通過 (B) 優(yōu)化高架橋的數目和路徑以變化零件橫截面積，進而在 (C) 中形成動態(tài)改變的高架橋路徑，進而最大限制地減小流體傳輸限定 . (D) 將樹脂輸送到死區(qū)，由 (E) FEA 模仿疏導，并通過 (F) 單軸壓縮機器測驗進行試驗驗證（ 灰色為剛性晶格，淺綠色為等比剛性彈性體復合原料晶格，深綠色為彈性體晶格）。

樹脂通過與設計同時印刷的導管輸送。管道闊以在物體完結后移除，也闊以像咱們自行體內的靜脈和動脈同樣步入到設計中。

多原料3D打印

通過單獨注入額外的樹脂，iCLIP 供應了在3D打印流程中應用多種樹脂進行打印的機會——每種新樹脂只要要自行的打針器。研發(fā)職員用多達三類不同的打針器對3D打印機進行了測驗，每個打針器都裝有染成不同色彩的樹脂，順利地用各國國旗的色彩打印了來自多個國家的馳名建筑模型。

生產擁有多種原料或機器特征的物體的本領是 3D 打印的圣杯，多原料3D打印的運用范疇從十分有效的能量吸收構造到擁有不同光學特征的物體和超前的傳感器。

在順利證實 iCLIP 擁有應用多種樹脂3D打印的后勁后，DeSimone、Lipkowitz 及其余斯坦?？蒲新殕T正在開發(fā)軟件，以優(yōu)化每個3D打印件的流體分派網絡設計。期望保證設計師可以較好地操控樹脂型號之間的邊界，并有也許進一步加速3D打印流程。

設計師想要3D打印和智能化的部分不單闊以形成分派網絡，還能以確認治理不同樹脂的流量，以實行多原料3D打印目的。

這項工作由斯坦福大學 Precourt 能源研發(fā)所、斯坦福伍茲環(huán)境研發(fā)所和美國國家科學基金會幫助。

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