新型高速、高分辨率3D打印技术

作者：DIGITIMES陈端武

美国西北大学(Northwestern University)研究人员开发出称为HARP(high-area rapid printing)的高速、高分辨率3D打印技术。过去3D打印大型零件时要牺牲速度和解析度。而使用HARP技术时没有上述问题，因此它能与传统制造技术的解析率和产量竞争。

据报道，HARP原型机高3.96公尺，带有76平方公分的打印床，可在1个小时内打印约0.457公尺，一次打印单个大型零件或许多不同的小型零件。

领导该产品开发的西北大学化学教授Chad A. Mirkin表示，若能在不受材料和尺寸限制的情况下快速3D打印，就能彻底改变制造方式。HARP已准备好做到这一点。他预估HARP将在未来18个月内完成商用化。

HARP使用正在申请专利的立体微影(stereolithography)技术。HARP使用垂直打印，并用紫外线将液态树脂固化为硬化塑料。此过程可打印坚硬、有弹性的物体，甚至是陶瓷。有别于其他3D打印技术常见的叠层结构，HARP打印的零件很坚固，可用作汽车、飞机、牙科、矫形器等的零件。

当前3D打印机的主要限制是热量。基于树脂的3D打印机在高速运行时会产生大量热量，导致印刷零件破裂和变形。HARP则用类似液体铁氟龙(Teflon)的不黏液体克服此问题。HARP通过窗口投射光线以固化垂直移动板上的树脂。液体铁氟龙在窗口上流动以散热，然后在冷却单元中循环。

传统制造方法通常需准备预先设计的模具。这些模具既昂贵且占用宝贵空间。而且当前3D打印机因尺寸和速度限制，只适用于少量生产。HARP是首台能大量打印大零件及小零件的3D打印机。

Mirkin表示，使用HARP无需模具也无需任何存放零件的仓库，就能打印任何想要的东西。

此外，HARP规模的3D打印机通常会打印须打磨或加工成最终几何形状的零件。这增加了生产过程中的大量人工成本。但HARP使用高分辨率的微影技术来打印即用型零件，而无需进行大量的后续处理。