2022年9月29日，南极熊获悉，斯坦福大学一项3D打印技术登上学术期刊《Science Advances》的封面，他们将这项新技术命名为iCLIP，本质上是对Carbon公司连续液体界面生产(CLIP)技术的改进。可以做到比目前市场上最快的高分辨率树脂3D打印机快5-10倍，并且能够使用多种树脂进行多种颜色的打印。
△《Science Advances》杂志封面介绍最新的iCLIP 3D打印技术
△iCLIP技术的深度讲解，英文版视频
那么iCLIP技术的原理究竟是怎样的呢？我们首先要来回顾一下Carbon的CLIP技术。
CLIP技术是2015年在《科学》（Science）封面发表的一项革命性3D打印技术，后来Carbon公司进行了商业化。这项技术的核心是“利用一层透氧膜，隔离光敏树脂液体和空气中的氧气，实现高速、连续的3D打印成型”，CLIP技术比当时其他的3D打印快25-100倍。
CLIP打印看起来像是科幻电影中的场景，一个上升的平台从薄薄的树脂池中，平稳地拉出看似完全成型的物体。表面的树脂通过投射在池子里的一连串紫外线图像硬化成预设的形状，而池子底部的氧气层则阻止了固化，并创造了一个 "死区"，在那里树脂依然保持着液体的形态。
△CLIP技术的核心是利用一层透氧膜，隔离光敏树脂液体和空气中的氧气，实现高速、连续的3D打印成型
死区是CLIP速度的关键。随着打印固化部分的不断抬升，液体树脂应该尽快填充在它的底部，从而实现平滑、连续的打印。但对于很多情况下，树脂的流动速度并没有这么快，特别是如果部件上升太快或树脂特别粘稠的时候。
如今已经过去7年时间，斯坦福大学团队对这项技术进行了升级，新提出的“iCLIP”工艺，对CLIP打印机树脂池底部充满氧气的“死区”进行重新利用。通过注射（Injection）的方式将材料泵入这个区域中，科学家们成功地加快了过程，并解锁了独特的管道集成部件设计。
斯坦福大学机械工程博士生、主要作者 Gabriel Lipkowitz解释道 ：“CLIP中的树脂流动是一个非常被动的过程，你只是把物体拉起来，希望吸力能把材料带到需要的地方。现在，通过这项新技术，我们可以主动将树脂注射到打印机需要的地方。“
“树脂是通过与设计同时打印的导管输送的。导管可以在物体完成后被移除，或者它们可以被纳入设计中，就像静脉和动脉被构建在我们自己的身体中一样。”
△CLIP与iCLIP两种技术的区别：（CLIP是让树脂从模型周围流入，而iCLIP则是从上方注入树脂）
这项研究的作者之一、Carbon联合创始人约瑟夫·德西蒙(Joseph DeSimone)说：“它将使我们的打印速度大大提高，有助于开创数字制造的新时代，并使复杂的、多材料的物体的制造成为可能，只需一步。”
△使用斯坦福的iCLIP方法3D打印的教堂模型，可以在单个物体中使用多种类型或颜色的树脂
该团队的研究成果，比目前最快的高分辨率打印速度约快5到10倍，并有可能让研究人员使用具有更好机械和电气性能的工程树脂。
通过单独注入的树脂，新工艺iCLIP提供了在打印过程中，使用多种类型的树脂进行打印的技术，每种新的树脂只需要单独的注射器。
研究人员用多达三个不同的注射器对打印机进行了测试，每个注射器都填充了染成不同颜色的树脂。他们成功地用每个国家的国旗颜色打印了几个国家的著名建筑模型，包括用乌克兰国旗的蓝色和黄色打印了圣索菲亚大教堂，和用美国红、白、蓝三色打印的独立大厅。
△多材料iCLIP的打印计划：(A到E)五个用于测试的多材料iCLIP打印目标，以各个国家重要的建筑为模型，构建的颜色采用该国家国旗上的主要基色，复杂程度依次增加。(F到J) 相应的iCLIP打印策略，突出了打印过程中不断变化的几何形状
Lipkowitz说：“3D打印技术的“必杀技”就是制造具有不同材料或机械性能的物体，应用范围包括从非常有效的能量吸收结构，到具有不同光学特性和先进传感器的物体。”
在成功证明了iCLIP具有用多种树脂打印的潜力后，DeSimone、Lipkowitz和他们的同事正在开发软件，以优化每个打印件的流体分布的的设计。他们希望确保设计师能够精细地控制树脂类型之间的界限，并有可能进一步加快打印过程。
Lipkowitz说：“一个设计师不应该为了能够快速打印一个物体，就必须学会流体动力学。我们正在努力创建高效的软件，它可以把一个设计师想要打印的零件，不仅自动生成分布网络，而且还可以确定管理不同树脂的流速，以实现单次打印构建多材料的目标。"
这项工作由斯坦福大学Precourt能源研究所、斯坦福伍兹环境研究所和美国国家科学基金会提供资助。
| 
京公网安备11010802043351