光固化3D打印：3D Systems的对手在研发了什么
有些物质加热之后会硬化，有些物质遇冷会硬化，以此类推，有些物质见了光会发生硬化，这个现象称作“光固化”。
“3D打印”利用“光固化”的原理制造成品已经行之有年，执牛耳的厂商叫做3D Systems公司，业界称这种方法叫做“SLA”。基本的“SLA”过程，如图一所示。3D Systems公司研发出几种不同的应用方法，以保持自己的优势。（请参考《光固化式3D打印：3D Systems到底研发了什么？》）
图一
图片来源：林士强
不过，光固化式3D打印还有哪些花样呢？那就要看3D Systems 公司对手的表现了。
笔者认为最有创意且已经商业化的，应该是称作“Polyjet”的这种方法了。
“Polyjet”的方法创意十足，但是开始的时候，设备是图二这副长相，功能不在这里详述，但是光看它复杂的机构，猜想会让使用它的客人心生畏惧，所以生意不好，结果公司以倒闭收场。
图二
图片来源：USPTO
接续的公司Objet使用相同的概念，设计出来的产品就简单而亲民多了，产品如图三、图四所示。Objet现在是另一个3D打印大厂Stratasys公司旗下的一员，而这种“Polyjet” 的技术，也是Stratasys公司重要的产品线之一。
图三 图四
图片来源：USPTO 图片来源：stratasys 官网
Polyjet的方法，是将“光敏树脂”用另外一种方法处理，如图五所示。
图五
图片来源：林士强
这个方法是将所需要的光敏树脂直接喷洒在工作台面上，即刻以能量光源（例如：UV光）将台面上的光敏树脂固化，形成需要的剖面，这时候，工作台不再需要弄一大缸的“光敏树脂”备用。又因为采用喷墨头的设计，工作速度的快慢就看同时有多少喷头协同工作而定。
Stratasys公司对于Polyjet这个技术的改善是什么？Polyjet技术的重点是喷墨头及光源。有稳定的喷墨头，可以保证适时适量的光敏树脂，如果喷墨头损坏，也希望可以轻易的更换。而多样化的光源，也可以适用于不同的材料。
图六
图片来源：USPTO
图七
图片来源：USPTO
图六的设计，提供模块式的喷墨头，这种喷墨头是容易安装定位的，定位的方法是使用图七的设计概念，模块的侧边，根据不同的需求，设定不同高度的定位块 （图七红色部分所标示），让各个模块式的喷墨头的拆装，变得相当简单。
至于光源的安排方式呢？光源的安排，不一定必须是两盏UV 灯挂在两边，随着光源的多样性导体，如图八的方式也可以设计到Polyjet的设备之中。图八的中间部分是喷墨头，而侧边的能量光源则使用不同形式的光导体（例如：光纤）来完成。
图八
图片来源：USPTO
“光固化”还有什么其他的做法？笔者发现一家德国公司－Envisiontec，另有它独特的解决方案。这家德国公司的使用光固化技术的方式，主要是如图九所示的方法。
图九
图片来源：USPTO
光源的设计在下，而工作台位于上方，当每一层剖面在光敏树脂槽中成型之后，工作台15往图中Z方向上升一层膜厚，准备制造下一个剖面。这时候发生一个问题，当完成的剖面离开底面的时候，有可能因为新形成的剖面与旧有的剖面接合力不足，导致部分甚至全部剖面无法离开底面，结果破坏了整个成品。
Envisiontec公司使用了一个有趣的解决方式，让底面与剖面结合力降低，如图十所示。
图十
图片来源：USPTO
图十绿色代表光敏树脂，其中的Fig2代表一般具有较高结合力的底部（标示为1），Fig 3A – Fig 3C是Envisiontec的解决方案，将（1）换成结合力低而且具有弹性的材料，当剖面（4）完成之后，与底面（1）的脱离，经由弹性膜的作用，分为好几个阶段，（Fig 3B-Fig3C），这过程有点像慢慢去撕胶纸，增加了不少缓冲，而不硬生生的将物体分开，这样减少了完成的剖面被破坏的机会。
以这样的设计，运用到图九的设备上的时候，另一项好处是，当这层弹性膜损坏的时候，不必将整盆的光敏树脂清除，只需要将这层弹性膜抽出更换就可以了，也节省了一些设备维护的时间。
这样的设计，可不可以用在另一种工作台面在下方的机具中？当然可以，如图十一所示，也有同样的效果。
图十一
图片来源：USPTO
光固化式3D打印的成型技术，还有没有其他的新花样？若是以技术的概念性来区分，目前大致就能找到这些。其余的应该都是以上技术的改良。往后会不会有其他突破性的发展，让光固化式3D打印的成型技术来个大跃进？世事难料，相信工业界一定是引颈期盼这件事的发生，让咱们拭目以待。
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