以往我們印象中的3D列印就像擠奶油一樣,一點一點拼接成面,再逐層累加,這個特殊技術竟然是直接從溶液裡面「拉」出來,就變成了鞋底,而且還是鏤空的,到底怎麼做到的?

直接從溶液中拉出鏤空鞋底,從無到有只要20秒

這項技術稱為DLS(Digital Light Synthesis,數位光學合成),臉盆狀容器裝的溶液稱為可編程液態樹脂(Programmable Liquid Resin),其實就是一種遇到光會硬化的樹脂。底下的紫外光(Light Engine)垂直向上照射,臉盆下方光柵般的裝置叫透氧光學視窗(Oxygen Permeable Window),光照射視窗,形成一連串的投影,樹脂不斷流入、固化,並且產生形狀。流入的截面積非常小,稱為 “ Dead Zone” ,只有頭髮截面積的三分之一,讓它有了非常好的物理性質和高解析度。這個過程非常快速,一邊向上拉一邊同時固化,達到連續列印的效果。 拉出來以後還要進一步加熱,促使第二次化學反應,加強分子間的鍵結,使產品有更優秀的機械性質。

速度提升100倍的關鍵在於CLIP(Continuous Liquid Interface Production, 連續液介面成型),這是一項登上大名鼎鼎的 “Science” 期刊的技術,由 “Carbon” 公司共同創辦人和CEO Joseph DeSimone所發明。光能促使樹脂固化,而氧氣會抑制這一項反應。CLIP技術能在光和氧氣的比例中取得很好的平衡,實現高速生產。矽谷新創公司 “Carbon”在2019年6月完成E輪融資,拿到2億6000萬美元;2017年D輪融資拿到2億美元,目前估值達到24億美元。和愛迪達的合作更是將它帶到大眾生活中,成了搶占社群版面的最佳利器。

Carbon公司的L1 3D列印機

Carbon公司最新的L1 3D列印機在2019年2月發表,並在11月接受訂購,比前一代M2 3D列印機多出了五倍的列印面積。如果一次訂閱三年的話,每年25萬美金。合作夥伴有愛迪達(Adidas)、Riddel(美式足球用品), Dentsply Sirona(牙科相關)。

Riddel公司的美式足球頭盔內襯也採用Carbon的技術

Riddel和Carbon公司合作的技術優勢在於收集大量場上撞擊數據,包括直線和旋轉撞擊、建構出每位運動員的立體頭型,再從超過1000種的3D列印網格中選出適合的,以達到最佳保護效果。

Carbon X Dentsply Sirona 從可編程液態樹脂中「拉」出假牙

任何醫藥和牙科相關的的用品尤其要注意法規的問題,Dentsply Sirona的假牙已經在2019年8月通過美國FDA許可。2020年第一季可以開始在美國普及,推廣到國際日期則尚未決定。

3D列印與DLS列印的差異

可以發現傳統3D列印層層堆疊的的結果並不均勻,機械性質受到列印方向的影響。DLS數位光學合成的印製結果在每一個方向都是均勻的(Isotropic)、可預測的,和灌模製作的產品一樣堅固。表面光度(Surface Finish)和細節表現都到了終端使用的程度。而傳統方法的產品不是很脆弱,就是堅硬易碎。

加熱過後發生第二次化學反應使產品的楊氏模數(Young’s Modulus)增加了10幾倍,承受應力能力變強

參考資料:
圖片:
Carbon lattice innovation — the adidas story – Carbon
https://www.pinterest.com/pin/290622982198539823/?lp=true
Carbon’s high-volume L1 3D printer now available to order
https://www.3dprintingmedia.network/carbon-l1-3d-printer-available/
Protect the Players and You Protect it All – Carbon
https://www.youtube.com/watch?v=eI6QoYqS9cI
Carbon Comes To Protolabs; Launches Digital Print Denture Workflow
https://www.fabbaloo.com/blog/2019/9/10/carbon-comes-to-protolabs-launches-digital-print-denture-workflow
Our Technology
https://www.carbon3d.com/our-technology/
Heat sets the mechanical properties
https://www.carbon3d.com/our-technology/

文章:
Why Carbon just raised another $260 million Brian Heater@bheater / 12:02 am CST • June 27, 2019
https://techcrunch.com/2019/06/26/why-carbon-just-raised-another-260-million/
Our Technology
https://www.carbon3d.com/our-technology/
Carbon Digital Light Synthesis™ Technology
https://www.youtube.com/watch?v=23at9QglAm8&t=1s