NIST开发了在3D打印过程中精确绘制聚合物固化图的方法

从研究美国国家标准与技术研究所（NIST）开发的准确测量在其SLA 3D打印过程中硬化聚合物速率的方法。 

该团队使用先进的探针和计算机算法发现，增加的紫外线曝光量并不总是能够带来更高的固化精度。整理数据后，科学家们建立了树脂3D打印过程的空间图，可以创建更精确的医学或牙科修复体。 

NIST团队基于圆柱探针的技术表明，多种因素会影响树脂的固化速度。

控制SLA打印过程

SLA树脂比FDM塑料更耐溶剂和耐热，这意味着它们可以赋予更广泛的性能和零件分辨率。这些特性使光聚合对医疗保健和航空航天公司都具有吸引力，但有时尺寸精度差限制了其有效性。 

随着生物打印应用中越来越多地使用该技术，以高水平的分辨率和控制进行打印的能力变得至关重要。结果，去年，NIST团队开发了一种新的基于扫描探针的测试技术，以更详细地了解SLA流程的工作原理。 

研究人员的方法涉及使用原子力显微镜（AFM）跟踪曝光水平，以纳米和微秒级的精度进行测量。不过，在研究过程中，科学家们使用了常规探针，这些探针限制了他们的研究成果，现在他们已经部署了更新的纳米圆柱体设备。  

一旦与拉曼光谱法结合，新的探针使研究人员能够直接测量固化过程中聚合物的时空演变。而且，所得数据使团队能够更准确地定义光强度与打印零件特征之间的关系。 

NIST的科学家发现，光强度并不总是能够提高零件的精度。

NIST团队的测量技术 

科学家的新方法涉及从直径恒定的AFM悬臂悬吊纳米圆柱探针，使其与树脂保持接触。此外，团队还部署了计算流体动力学（CFD），作为对发生的力进行建模和分析的一种方法。 

在测试中，将探针定期放入液态树脂中，研究人员发现固化速率不仅取决于强度，还取决于其他因素。例如，光束图案的大小也很重要，整体光效率可能会超过更强烈曝光的影响。 

在进一步的评估中，科学家限制了光剂量以保持树脂处于液态，并且通过反复曝光，他们能够表征其扩散。为了证明最终的“空间地图”的成功，NIST团队3D打印了一个环形物体，降低了其光照强度以降低其分辨率。 

在初步研究成功之后，科学家们致力于继续发展他们的方法，以理解SLA 3D打印的其他元素。随着进一步的进步，该团队的流程可以生成一张加工图，从而可以制造出更多个性化的义肢和牙科材料。 

医疗行业中的SLA印刷 

生物相容性材料在3D打印行业中的普及率日益提高，导致SLA在医疗和牙科领域的应用。 

3D打印机制造商Formlabs最近发布了其大幅面基于3L和3BL SLA的系统。该公司通过其机器反复针对牙科客户，特别是3BL的设计具有增强的生物树脂兼容性。

在更大范围内，Azul 3D的HARP 3D打印过程旨在极大地加速医疗部件的生产。该公司声称其系统可以在一个小时内打印半码（457.2毫米），据报道该打印量打破了记录。 

在其他地方，伦敦大学学院的研究人员已经部署了SLA来制作可摄入的3D打印血压药。通过向生物树脂中加载特定的药物，该团队能够制造出一种片剂，其中药物完全无法检测到。