一滴式连续3D打印可以从一滴树脂中制成物体

我国科学院院士和麻省理工学院已发表在一份文件中自然传播描述对连续数字光处理（CDLP）的3D打印技术。尽管该技术能够像其他cDLP方法一样以无层方式进行3D打印，但它仅使用一滴光敏聚合物树脂就能做到。

作者注意到通过cDLP将过多的树脂用于3D打印对象，因此作者着手设计一种在材料上更有效的3D打印过程。研究小组指出，在cDLP以及传统的DLP和立体平版印刷中，残留的树脂残留在印刷部件上，因此需要清洗步骤。用于填充料桶或粘附在最终部件上的不必要的树脂不仅会浪费材料，还会限制打印分辨率并增加成本。

受荷花和水罐植物收集和滴落水球的启发，研究人员开发了一种技术，该技术使用类似的“三相接触线（TCL）”动力学进行操作。将一滴树脂沉积在固化界面上，并在下方连续投射紫外线。同时，位于固化界面上方的铝质印刷床与每个印刷层一起从印版上抬起。

                                             一滴连续3D打印技术的示意图

因为固化界面使粘附在其上的树脂量最小化，所以在打印过程中树脂滴的TCL会减小。这仅会使打印零件所需的树脂粘在床上。研究人员使用这种技术制作了一个24毫米长的圆柱形网格结构，其湿树脂利用率为99.6％。

然后，研究小组修改了印刷床以确定对印刷品TCL的影响，并假设改变其表面特性可以降低印刷过程中的表面能，从而进一步控制粘附在印刷床上的树脂量。为此，他们尝试了“氟化石英（F-石英）基材，基于蜡烛烟灰的超两性基材和注入润滑剂的聚二甲基硅氧烷（S-PDMS）光滑基材”。

使用F石英时，人们认为材料上的微米/纳米结构会更有效地捕获空气，从而减少表面能并排斥湿润。与其他相比，尽管光滑的表面会导致较低的表面张力。由于使用F-quart和超两性基材打印对象时出现的问题，研究人员确定S-PDMS基材效果最好。

                               使用连续的一滴3D打印技术对各种牙科对象进行3D打印

接下来，他们将一滴法与传统的DLP 3D打印进行了比较，两者均使用S-PDMS涂层基材。研究小组确定，一滴技术显示出湿物料利用率为98.6％，净物料效率为92.5％，而传统DLP则为87.5％和66.7％。

为了进一步证明连续一滴3D打印的可能性，研究人员3D打印了通过牙科CT扫描获得的牙齿模型。他们还印刷了臼齿，门牙和犬牙冠，因此得出结论：“一滴3D打印可以通过适当调整固化界面属性，将液态树脂滴完全转变为具有高材料利用率的定义结构，从而节省了宝贵的油墨并提供按需3D打印参考。”

Carbon通过将自己的cDLP技术推向市场，首先改变了DLP 3D打印的世界，它允许比以往更快的打印时间，各向同性的物理特性以及工程级材料的使用。通过将cDLP缩放到前所未有的大小， Azul 3D可能会进一步扩大空间。现在，人们不得不怀疑连续一滴3D打印对cDLP的影响。当然，这项研究尚需时日才能走出实验室，但是一旦这样做，我们可能会看到废物减少方面的新进展。