手機也能處理3D列印 光固化技術強化模型細緻度

  • 劉尚昀
3D列印機T3D採用往上拉方式逐層固化,最後整個模型從光固化樹脂槽中「長」出來。台科三維

目前市面上最常見的3D列印技術為熔融層積成型(Fused Deposition Modeling,FDM),主要將絲狀的熱熔性材料加熱融化,同時將三維噴頭以電腦運算控制,根據列印物件座標,將材料融化成形在工作平台上,由下而上逐一列印物件各垂直層面,一個層次成型後,成品工作平台下降一個高度,讓噴頭完成直至形成整個實體模型。

台灣科技大學育成中心的台科三維研發出光固化3D列印機T3D,僅需使用手機或平板螢幕光源,就可讓液體光固化樹脂硬化,最後整個成品從樹脂池內一層一層「長」出來,整個過程宛如電影《魔鬼終結者》內,液態金屬迅速變成固態機器人特效一樣。

不過,FDM技術仍存在不少缺點,因為其採用可列印塑料熱熔方式塑造物體,造成最終成品表面粗糙,需要額外拋光處理,整體模型精度較差;其FDM噴頭採用機械式移動,透過許多熱熔座標點,構成整個面,最後將所有面堆疊成立體模型,因此列印速度十分緩慢。

為了解決傳統3D列印痛點,出現光刻技術(Stereolithography),其中一種數位光處理(Digital Light Processing;DLP),將高能量光源從底部投射至光固化樹脂,讓液體樹脂固化成形,每一次固化一層堆疊成型,加速列印速度與精度。

台科三維推出重量僅有900公克列印機T3D,其運作原理類似數位光處理技術,但該產品採用手機螢幕作為光源,使用者只要搭配專屬App,不須使用高能紫外線光源,就完成3D列印。因此,使用者只需備妥1台T3D列印機、1支智慧型手機或平板以及光固化樹脂,就可以正式走上「Maker」之路。

首先,使用者只需要在手機上安裝T3D專屬App,選定欲列印物件,並將手機置放於液態光固化樹脂槽下方,螢幕光線將穿透樹脂槽,照射在光固化樹脂,類似投影方式將要列印物品一層一層固化,此時手機和列印機透過藍牙連線,採用往上拉方式逐層固化,最後整個模型如出水芙蓉,從光固化樹脂槽中「長」出來。

台科三維執行長宋宜駿表示,光固化技術因為精度高,一直以來使用在專業3D列印領域,但T3D列印機定位在消費市場,為了將產品推向大眾,利用手機或平板就可以開始3D列印,不再需要擔心燈泡壽命,或者採購昂貴的光學設備。

不過因為手機光源屬於低能量可見光,因此T3D採用特殊調配的高敏感可見光固化樹脂,只需利用手機、平板的螢幕可見光,就能讓原料固化,且成品更具有透光性表面細緻,不過因為原料對光極度敏感,在列印過程需控制環境光干擾,避免列印失敗。

目前光固化技術每次可列印一層,使用者若要替換模型顏色,則需要列印途中,更換不同顏色光固化樹脂,即可讓最後成品產生不同顏色堆疊效果。

宋宜駿表示,台科三維T3D列印機將進入量產階段,為了讓設備平易近人,目前訂價大約新台幣1萬元左右,同時在App雲端系端提供大量圖庫,使用者自行上傳自行設計3D檔案,輕鬆列印出各種無一無二的創作品。

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