央視報道：南方科技大學(xué)葛锜教授離心式DLP多材料4D打印技術(shù)

2025年5月6日,，南極熊獲悉，CCTV-13新聞頻道《新聞直播間》,，“產(chǎn)業(yè)變革看廣東 打造人才“強磁場” 共創(chuàng)灣區(qū)科技大未來”,，報道了大灣區(qū)的南方科技大學(xué)多功能增材制造與4D打印實驗室葛锜 教授團隊。在實驗室中,，葛锜教授正帶領(lǐng)團隊對離心式DLP多材料3D打印技術(shù)進行攻關(guān),，實現(xiàn)多材料間近乎零污染的切換，未來可以廣泛應(yīng)用于通訊,、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,。

△南方科技大學(xué)多功能增材制造與4D打印實驗室負責(zé)人 葛锜

4D打印作為一種新型的增材制造技術(shù)，通過將智能材料打印成三維結(jié)構(gòu),，并借助外界刺激使得三維結(jié)構(gòu)的形狀隨著第四個維度時間發(fā)生改變,。將智能材料與彈性基底復(fù)合多材料打印，可以拓展4D打印結(jié)構(gòu)的設(shè)計空間,，實現(xiàn)比單材料4D打印結(jié)構(gòu)更為豐富功能和更為強大的功能,，但是，多材料增材制造在裝備,、材料,、設(shè)計上仍有具體的發(fā)展空間。

離心式DLP多材料3D打印技術(shù)通過“高速離心材料切換”與“多樹脂槽動態(tài)調(diào)平”兩大核心創(chuàng)新,，突破傳統(tǒng)光固化3D打印的材料兼容性瓶頸,，實現(xiàn)了多材料功能耦合結(jié)構(gòu)的一體化成型，為醫(yī)療,、工業(yè)設(shè)計,、航空航天等領(lǐng)域提供了顛覆性的制造解決方案。

“離心式多材料切換技術(shù)”是其核心競爭力,，可實現(xiàn)高效材料切換和殘液去除,。離心轉(zhuǎn)速可調(diào)，最高達10000轉(zhuǎn)/分鐘,，60秒內(nèi)即可完成多材料切換,，單次打印多材料切換最大次數(shù)高達2500次,，處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。支持粘度在5~5000 cps范圍內(nèi)的硬樹脂,、彈性體,、水凝膠、形狀記憶高分子和導(dǎo)電彈性體等材料及這些材料組合結(jié)構(gòu)的多材料3D打印,，為不同行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域,，提供了靈活的材料選擇。

△離心式多材料切換技術(shù)流程

可打印高復(fù)雜度,、高精度,、多功能、多材料耦合結(jié)構(gòu),，支持同時打印2~4種材料,，可打印層內(nèi)多材料和層間多材料且多材料層內(nèi)過渡區(qū)尺寸在100微米以內(nèi)，為復(fù)雜多材料結(jié)構(gòu)制造提供高精度解決方案,。

南極熊獲悉,，2024年10月，南方科技大學(xué)葛锜教授團隊創(chuàng)立了一家專注于多材料光固化 3D 打印技術(shù)的公司——深圳質(zhì)多三維,，其自主研發(fā)了離心式多材料3D打印技術(shù),，并推出了MultiMatter系列多材料光固化3D打印設(shè)備。

△質(zhì)多三維推出的C10系列,、C30系列,、C50系列多材料光固化3D打印機，采用數(shù)字光處理（DLP）技術(shù),，成型尺寸覆蓋25×25×25mm至30×30×30mm,，支持25μm層厚的高精度打印。

南極熊發(fā)現(xiàn),，在本次的報道中,，有一個畫面，葛锜教授身后的兩臺摩方高精密3D打印設(shè)備,，通過觀察,，發(fā)現(xiàn)是摩方精密的nanoArch S130和microArch S240，葛锜教授之前使用摩方高精密3D打印設(shè)備發(fā)布可多篇文章,。

△葛锜 教授背后的兩臺摩方高精密3D打印機

其中包括：

南科大葛锜/王榮團隊：光固化3D打印高精度高強度聚合物衍生SiOC陶瓷
詳情：http://93item.com/thread-166819-1-1.html   

南方科技大學(xué)葛锜/王榮團隊開發(fā)了一種具有超高打印精度和高陶瓷產(chǎn)率的PCP前驅(qū)體,，采用摩方精密nanoArch®S130（精度：2 μm）和microArch®S240（精度：10 μm）3D打印設(shè)備，制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復(fù)雜三維結(jié)構(gòu),，打印精度高達5μm。PCP前驅(qū)體在1100℃真空熱解后轉(zhuǎn)化為SiOC陶瓷,，陶瓷產(chǎn)率高達56.9%,。

南方科技大學(xué)葛锜教授團隊：高電導(dǎo)率,、大變形光固化3D打印離子凝膠
詳情：http://93item.com/thread-170301-1-1.html   

研究團隊采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）3D打印設(shè)備，可以打印出寬度為5 μm的高精度線條,，以及特征尺寸為50 μm的復(fù)雜三維Gyroid結(jié)構(gòu),，并利用摩方精密microArch® S240（精度：10 μm）3D打印設(shè)備打印了大尺寸的Octet truss結(jié)構(gòu)。

nanoArch® S130
S130超高精密3D打印系統(tǒng)由摩方公司自主開發(fā),，使用了大幅面跨尺度拼接打印,，光源準直勻光處理，實時監(jiān)控與自動對焦,。沉浸式繃膜與氣泡刮刀打印等創(chuàng)新性技術(shù),。打印精度高達2μm，打印尺寸最大50mm x 50mm x 10mm,。同時,，摩方還為S130配套開發(fā)了適合高精度低層厚的多種樹脂材料。包括高強度工程應(yīng)用樹脂,、耐高溫工程樹脂,、生物應(yīng)用樹脂等等。非常適合于各種微米級高精度復(fù)雜器件的快速成型,。

S130開發(fā)了亞微米級多軸運動平臺,，高精度運動控制系統(tǒng)以及微米級的拼縫融合技術(shù)。有效的解決了高精度芯片物理尺寸限制與大幅面之間的固有矛盾,。實現(xiàn)了宏微一體成型,，既能保證最高2μm的打印精度，又能實現(xiàn)大尺寸結(jié)構(gòu)成型,。摩方還為S130開發(fā)了獨特的自動對焦與實時圖像監(jiān)控技術(shù),，通過共焦光路設(shè)計，實時監(jiān)控投影圖片,，及時反饋系統(tǒng)的打印進度,，保證圖像投影的清晰度。另外,，自動對焦技術(shù)能夠縮短對焦時間,，提高用戶的使用體驗。

超高精度的3D打印對環(huán)境振動的要求比較高,，S130設(shè)備內(nèi)置氣浮光學(xué)平臺,，打印區(qū)與電腦操作區(qū)采用人體工學(xué)設(shè)計分開操作，保證打印穩(wěn)定性的同時,，也方便了用戶實機操作,。另外摩方還開發(fā)了20ml的微量樹脂打印系統(tǒng)，尤其適合新材料開發(fā),、稀貴材料研究


microArch® S240
microArch S240是一款擁有更大的成型尺寸,，更快的打印速度,，并且能夠適配更多功能性的材料的高精密增材制造設(shè)備，擁有10μm的打印精度和±25μm的加工公差控制能力,。通過跨尺寸精密拼接打印技術(shù),，將打印尺寸增大3.4倍。滾刀涂層鋪展技術(shù),，將打印速度提高10倍以上,，同時，摩方聯(lián)合巴斯夫研發(fā)了工程樹脂BMF RG,，可以打印的樹脂粘度從200cps到2萬cps,，因此支持光敏型陶瓷樹脂和磁性樹脂等功能性復(fù)合材料。

特點：

• 超高精度：光學(xué)精度高達10μm,；
• 低層厚：10~40μm的打印層厚,；
• 超高精度，大幅面,，宏微一體化加工,；
• 適合新材料開發(fā);
• 支持打印納米顆粒摻雜的功能性復(fù)合材料；
• 光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng),，自動對焦功能,；
• 支持打印高粘度材料（≤20000cps）；
• 配套功能強大的打印軟件,、切片軟件,；
• 工藝參數(shù)可調(diào)。
  

葛锜教授先后在美國,、新加坡求學(xué)和任教,，2018年底，得知大灣區(qū)良好的創(chuàng)新生態(tài)和環(huán)境后,，葛教授決定回國發(fā)展,。葛锜教授表示，回來的時候就有將近1000萬啟動經(jīng)費,，在五年的時間內(nèi),，不用為經(jīng)費發(fā)愁，可以專心致志地把前沿的科研做好,。

葛锜 教授
研究方向：4D打印,、多功能3D打印、軟物質(zhì)力學(xué),、軟體機器人,、柔性電子
郵箱：[email protected]

葛锜博士，南方科技大學(xué)機械與能源工程系長聘教授,，博士生導(dǎo)師,，深圳市軟材料力學(xué)與智造重點實驗室副主任,。擔任International Journal of Extreme Manufacturing, Microsystems & Nanoengineering等高水平期刊編委,。國家級青年人才,，廣東省高層次人才、深圳市海外高層次人才等人才項目,。曾在美國麻省理工學(xué)院從事博士后研究,，在新加坡科技設(shè)計大學(xué)擔任助理教授。自2019年6月全職回國后,，先后主持國家自然科學(xué)基金面上,、科技部國家重點研發(fā)計劃課題等項目。主要研究領(lǐng)域包括智能材料與結(jié)構(gòu),、4D打印,、軟體機器人、柔性電子等,。葛锜博士總共發(fā)期刊表論文100余篇,，其中包括以第一作者或者通訊作者身份發(fā)表Science Advances， Nature Communications,， Advanced Materials等高水平論文,。Google Scholar引用11000余次，H-index 42,，入選Elsevier中國高被引學(xué)者,、斯坦福大學(xué)全球前2%頂尖科學(xué)家。

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