未来可能会成为主流3D打印形式

　　拢現ormlabs 推出了一款叫作Form 1 的桌面光固化快速成型打印机，售价为3299美元。这两款设备都通过在制作平台底部固化物体层，然后升至液态感光性树脂表面逐层进行创建。Form 1 的打印体积为125毫米×125毫米×165毫米（4.9英寸×4.9英寸×6.6英寸），可实现的最小层厚仅为0.025毫米。

　　当光固化快速成型技术最初被发明出来的时候，只能使用脆性树脂打印物体。因此，它通常用于制造生产模具，或者制作概念模型和展示模型。现在已经开发出了各种形式的感光树脂。包括橡胶状塑料、ABS和其他热塑性塑料的替代品、阻燃材料、纯树脂，以及专门用于牙科模型和珠宝设计的特殊感光树脂。所以，光固化快速成型技术还在继续生产模具和试制模型，同时也开始用于制造最终产品或零部件。但是感光树脂的价格仍然高于热塑性挤压材料。

　　2.8 DLP投影技术

　　第二个同样令人印象深刻的、利用光聚作用 3D 打印物体的方法是DLP投影技术。你或许对DLP（数字光处理）技术已经有所了解，许多电影院、阶梯教室、学校或家庭中使用的视频投影机内部都使用了这种技术。DLP投影机有一个微小的成像芯片，里面包含一组显微镜面或“数字微镜元件”（DMD）。这些镜面可以迅速旋转，将光线从投影机镜头、散热片或“光储”中反射出来。通过控制镜面排列方向可投影出高品质图像。

　　你可能会问，有了DLP投影机就可以3D打印了吗？答案是只有能够选择性固化液态感光性树脂的 DLP 投影机才可以。在一台 DLP 投影 3D打印机中，DLP投影机被置于一个液态感光性树脂池的上方，然后在液体表面固化物体的一整层。与光固化快速成型技术一样，打印机的制作平台会稍微下降一点，然后DLP投影机继续固化下一层，如此反复。图2-5说明了DLP投影3D打印机的运作过程。

　　DLP投影3D打印机同样可以达到很高的精度。而且，小型打印机的精度要高于大型打印机，因为投影图像只需集中在较小的区域里。目前最大的DLP投影3D打印机能够打印的最小层厚约为0.025毫米，构建体积为267毫米×165毫米×203毫米（10.4英寸×6.5英寸×8英寸）。

　　多种感光树脂可用作DLP投影3D打印机的制作材料，包括传统塑料的透明或不透明的替代品，以及蜡基聚合物和一些牙科或医疗级塑料。事实上，EnvisionTEC公司的DLP投影3D打印机已经广泛用于3D打印助听器外罩及牙科专业领域。接下来的几章将详细介绍它的应用范围。

　　图2-5 DLP投影3D打印过程

　　由于 DLP 投影机是标准设备，因此打印爱好者们已经开始利用它来制作自己的DLP投影3D打印机。虽然这比传统的热塑挤压打印机造价高昂（液态感光树脂的价钱很高），但DLP的打印质量还是非常有竞争优势的。业余爱好者花费几千美元就能够做出分辨率为0.1毫米或更小的DLP投影3D打印机，还可以很轻松地将DLP投影机拆卸下来继续看电影！这在第5章开源3D打印中会详细介绍。

　　2.9 双光子聚合技术

　　最后一项基于选择性固化液体物质的3D打印技术是双光子聚合技术（2PP）。这是一种“纳米光学”3D打印法，类似于光固化快速成型技术，未来可能会成为主流3D打印形式。世界各地的几个研究小组正在开发此项技术，包括德国的 Nanoscribe GmbH 公司和维也纳技术大学由 Jürgen Stampfl领导的增材制造技术（AMT）小组。

　　2PP通过使用“飞秒脉冲激光”选择性逐层固化感光性树脂。这听起来似乎像光固化快速成型，但 2PP 3D 打印机能够实现的最小层厚和 X-Y轴分辨率均在100纳米和200纳米之间。如果说传统的光固化快速成型技术中X和Y轴的分辨率为0.025毫米，最小层厚为0.05毫米（Z轴），那么2PP技术使所有轴的分辨率都达到了0.0001毫米。

　　换句话说，目前2PP 3D 打印技术比传统光固化快速成型技术大约精准了 250 倍，打印出来的东西比细菌还要小。2PP 也远远快于光固化快速成型技术，甚至能够每秒钟打印几米物体层。因此，未来 2PP可以十分精准地打印很微小的东西，如微电子和光电子电路，还可以快速制造大型物体。

　　为了开发2PP 3D打印，维也纳科技大学众多学科的科学家们一直共同致力于提高感光性树脂性能和镜像技术。2012年3月，据3DPrinterHub.com网站的Don Fujiwara 报道：

　　2PP 3D打印机的工作原理是通过铺设液态树脂层，并用激光束使其硬化。维也纳科技大学的 Robert Liska教授带领的化学家团队已经开发出了能够嵌入到树脂内的特定分子，叫作“引发剂”分子，它必须同时吸收激光束的两个光子（因此而得名），而这只能发生在激光束的正中心。引发剂一旦被激活，就能将树脂内的分子固化。

　　镜子是 2PP 操作的第二个障碍。该工艺使用镜子来引导激光，因为镜子在打印过程中是不断运动的，所以运动频率必须调整得十分精准。镜子移动速度和精确程度的问题都解决后，我们的研究人员就能够大幅度提高打印速度。

　　为了对这项技术进行测试，维也纳的研究人员用2PP 3D 打印机制造出了一台0.25毫米长的一级方程式赛车模型，耗时4分钟。他们还制造了维也纳圣史蒂芬大教堂模型，如图2-6所示，长度仅为0.1毫米。Nanoscribe公司也不甘示弱，它的研究人员利用Photonic Professional GT 2PP型号打印机打印出了“银河飞将”游戏