精度細(xì)過(guò)發(fā)絲 The Form 1 3D打印機(jī)試用

從傳說(shuō)到眼前
      【中關(guān)村在線辦公打印頻道原創(chuàng)】人的頭發(fā)的直徑,，大約是50-80微米。這已經(jīng)是一個(gè)非常小的直徑,。而今天我們給大家?guī)��?lái)的由Formlabs發(fā)布的The Form 1光固化3D打印機(jī),，其能打印的最小層厚，只有25微米,，大概只有我們發(fā)絲直徑的一半到三分之一,。


從傳說(shuō)到眼前
      中關(guān)村在線3D打印頻道，之前給大家?guī)��?lái)過(guò)一些3D打印機(jī)的測(cè)試 ,。如果從技術(shù)角度看,，這些產(chǎn)品都屬于熔融沉積技術(shù)（FDM，F(xiàn)used Deposition Modeling）,。而這次,，我們則在第一時(shí)間感受到了Formlabs推出的基于光固化技術(shù)（SL，Stereolithography）的產(chǎn)品,，超過(guò)的3D打印精度是這款產(chǎn)品的突出特色,。

之前我們接觸的都是基于FDM技術(shù)的桌面3D打印機(jī)
      第一次聽(tīng)說(shuō)Formlabs的產(chǎn)品，還是在去年,。之前所有的桌面3D打印機(jī),，都是基于熔融沉積技術(shù)的產(chǎn)品，大家的產(chǎn)品,，比拼的是誰(shuí)的完成度更高,，因?yàn)檫@關(guān)系到最后的打印質(zhì)量。而Formlabs的產(chǎn)品,，則帶有一種地震的效果,，第一次將光固化技術(shù)帶到了桌面，并且價(jià)格還能接受：3299美元,。

光固化3D打印機(jī)第一次來(lái)到桌面
      這種桌面3D打印技術(shù)上的革新,，也吸引了投資者的注意，在去年,，F(xiàn)ormlabs獲得了高達(dá)1900萬(wàn)美元的A輪投資,，用以推廣產(chǎn)品擴(kuò)大產(chǎn)能。這也是3D打印領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)拿到的比較大的一筆融資,。中關(guān)村在線3D打印頻道非常幸運(yùn),，是最早在國(guó)內(nèi)接觸到Formlabs產(chǎn)品的媒體，我們也第一時(shí)間給大家奉上Formlabs的產(chǎn)品,。
什么是光固化技術(shù)？
什么是光固化技術(shù)？
      光固化技術(shù)大家可能還比較陌生,。如果有人有齲齒,，也就是俗稱的蟲(chóng)牙，有了牙洞,，大夫現(xiàn)在一般都是往里面填補(bǔ)光固化樹(shù)脂,，也就是所謂的“照一下”，來(lái)取代過(guò)去所用的合金填料,。由此可見(jiàn),，光固化的材料，可以有非常高的強(qiáng)度,。

光固化樹(shù)脂在牙醫(yī)的齒科領(lǐng)域用的非常多,，用來(lái)補(bǔ)牙
      光固化技術(shù)，所用的材料叫做光固化樹(shù)脂,。這種樹(shù)脂在保存的時(shí)候是液體,，而受到一定功率的光線照射，則會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)變硬成為固體,，并且這個(gè)過(guò)程基本是不可逆的,，也就是說(shuō)固化好的樹(shù)脂，不會(huì)被液態(tài)的樹(shù)脂溶解,。為了實(shí)現(xiàn)3D打印,，就需要人造光源，理想的光源自然是激光,。并且,，激光的發(fā)射功率、聚焦等技術(shù)都是非常成熟的,，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的控制成本并不高,，這是Formlabs光固化3D打印機(jī)在原理上的信心。

多個(gè)反射鏡微調(diào)來(lái)聚焦,、調(diào)整激光掃描的范圍
      具體到打印過(guò)程,，和之前評(píng)測(cè)的產(chǎn)品差不多，也是逐層打�,。河眉す鈷呙杼囟ǖ膮^(qū)域,，形成一層固化的樹(shù)脂之后，打印平臺(tái)移動(dòng),，固化下一層,，這個(gè)過(guò)程對(duì)打印平臺(tái)的步進(jìn)式電機(jī)的精確驅(qū)動(dòng)要求還是比較高的。

光固化技術(shù)打印的物體都非常光滑
      光固化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在哪里,？主要有兩個(gè),，一個(gè)是打印的精度非常高，可以達(dá)到微米級(jí)別，比如Formlabs這款產(chǎn)品的精度就能達(dá)到25微米的層厚,，而另外一個(gè)好處就是打印之后的物體表面是光滑的,，不像FDM技術(shù)，盤(pán)絲出來(lái)表面是粗糙的,。
The Form 1 3D打印機(jī)：逆生長(zhǎng)作業(yè)
The Form 1 3D打印機(jī)：逆生長(zhǎng)作業(yè)
      盡管定位于桌面打印,，但是事實(shí)上這款產(chǎn)品的體積并不能說(shuō)有多苗條，畢竟它可以打印的物體最大體積有125mm×125mm×165mm,，并不算小,，而且還要考慮承載和激光發(fā)射組件。

正面只有一個(gè)電源按鈕

背部的USB與電源接口
      The Form 1 3D打印機(jī)的整體感非常強(qiáng),。只有機(jī)身正面有個(gè)電源開(kāi)關(guān),，背面留有一個(gè)USB接口以及一個(gè)電源接口。其它全靠軟件控制,。頂部是固化的工作臺(tái),，而低下的部分則是激光發(fā)射組件。

頂部的載物臺(tái),，打印一層升高25微米

底部的固化樹(shù)脂盛放池,，激光照射底部固化

The Form 1是“倒著”打印出來(lái)的，有耐心可以看到逆生長(zhǎng)的過(guò)程
      過(guò)去我們測(cè)試的3D打印機(jī),，載物的平臺(tái)是每打印完一層,，平臺(tái)下移，而The Form 1則完全相反：是一種“逆生長(zhǎng)”：在第一層固化之后,，底層會(huì)粘在平臺(tái)上,，然后平臺(tái)上移，激光照射到有液體樹(shù)脂的方形玻璃皿里面,，固化第二層,。由于每個(gè)層的厚度只有25微米，所以The Form 1最小可以打印的物體非常小,，只有300微米,。
The Form 1帶來(lái)的思考
The Form 1帶來(lái)的思考
      桌面3D打印帶來(lái)了新技術(shù)、新產(chǎn)品,，固然是值得贊賞和歡迎的,。在官網(wǎng)上，我們看到Formlabs指定的樹(shù)脂材料,，提供了三種,，除了清澈透明的，又有了白色和灰色的樹(shù)脂,。

固化用的樹(shù)脂
      不過(guò)筆者本人檢索了一下相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)論文,，發(fā)現(xiàn)這些光固化材料,，不能算徹底的無(wú)毒。并且樹(shù)脂并不溶于水,，而是溶于醇或是丙酮等溶劑,，所以打印完畢之后的清理,，也需要醇等溶劑來(lái)完成,。因此，打印過(guò)程和后期的處理,，最好加上一定的保護(hù),。

多層打印速度比較慢，依舊是待解決的難題
      現(xiàn)在制約3D打印的普遍問(wèn)題是速度太慢,。The Form 1,，也快不起來(lái)，與快速相反,，The Form 1由于打印的層厚度只有25微米,，打印一毫米就要40層，10厘米是4000層,，可想而知打印一個(gè)較大的物體,，需要消耗的時(shí)間。事實(shí)上,，The Form 1的打印速度,，工作人員介紹說(shuō)，一般打印都需要幾個(gè)小時(shí),。
The Form 1打印作品賞析
The Form 1打印作品賞析
      這里我們給出一些The Form 1 3D打印機(jī)的作品,，大家可以看到，通過(guò)和硬幣的對(duì)比,，它的精度優(yōu)勢(shì)非常明顯,，很小的物體也有豐富的細(xì)節(jié)。


打印的大腦模型

The Form1打印的戒指

對(duì)比硬幣：超小的海神也有豐富的細(xì)節(jié)
      高精度,，正是光固化3D打印的魅力所在,。這種技術(shù)與相對(duì)成本較低的、精度也較低的FDM技術(shù)的產(chǎn)品,，能夠在桌面打印領(lǐng)域進(jìn)行一定的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),。