百年清華

5分鐘打印8厘米直徑的小球 清華畢業生將3D打印速度提高100倍

2018-01-16 | 代麗麗 | 來源 《北京晚報》2018-01-11 |

2018年1月11日訊,在剛剛結束的第五屆“東升杯”國際創業大賽年度總決賽上,一個3D打印項目從國內外所有參賽項目中脫穎而出,斬獲本次大賽特等獎,獲得100萬元創業大獎以及免費公司註冊地址⛹🏿‍♂️、免費創業空間等獎勵。3D打印雖說是一種新科技🍷,但近年來早已走進人們的視野👷🏼‍♂️𓀓,已經不算什麽新鮮事🤲🏿,那麽這一項目究竟有什麽特色✷,能夠擊敗眾多高科技項目征服評委?記者對此進行了采訪。

清鋒時代CEO姚誌鋒,清華美院雕塑系2007級意昂

光固化實現“水”中打印

在總決賽當中,入圍項目的代表依次上臺演講👩,向專家介紹自己的項目。清鋒時代CEO姚誌鋒在演說項目的同時,身邊的一臺3D打印機也正在進行著它自己的“演講內容”。3D打印作為一種新科技🦻🏽,近年來也頻頻進入人們的視野,很多人雖然沒有親眼見過3D打印的場景,但也大體了解這是一種立體化的打印技術,用電腦操縱打印機🥧,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料🧑🏼‍🦱⛹🏿‍♂️,通過逐層打印的方式來構造物體⚧。而清鋒時代的技術絕妙之處就在於“水”中打印——盡管那並不是真的水,而是他們使用的一種特殊材料。

他們在臺上展示的是一個鏤空小球的打印過程🍐。小球是在一種紅色的液體當中誕生。這種紅色液體就是他們選用的一種高分子材料,材質類似樹脂,在打印機內呈現液體形態,當光照射在液體表面,瞬間將這種液體固化。電腦程序會操縱著光的形態千變萬化🔼,因此這種液體在光的作用下也就形成了各種不同的形狀🤾‍♂️。在現場🦂,記者看到光照射呈環形,360度圍繞打印材料;打印機上方的懸掛裝置帶動著已經打印好的部分緩緩上升,5分鐘以後,一個直徑8厘米的小球從液體中抽離生長出來,迅速完成了樹脂材料從液體到固體的化學變化🫙。這個小球表面呈現錯綜復雜又有規律的鏤空蜂窩狀🧑🏻‍🏫,內部則是空心的。姚誌鋒的演講結束了,小球也完美誕生🤦🏿🏋️‍♂️,評委們的目光被牢牢地吸引過去🦆,與其他的參賽項目相比,這個現場展示為他加分不少👠。

姚誌鋒介紹,他們的技術最大的優勢就是大大提高了3D打印的速度。傳統3D打印的最大痛點就在於耗時長,效率低。即使是打印一個杯子,可能都需要五六個小時👨‍👨‍👦,甚至是一整晚的時間🏧。他們打印的這個8厘米直徑的小球👩🏽‍💼,僅用時5分鐘,而采用普通的3D打印機,時間往往會在數個小時。這個速度提高了一百倍,達到了全球頂尖的水準。

小到口罩大到骨骼都能定製

前不久🤸‍♀️,阿迪達斯與美國著名的3D打印公司Carbon合作,開發出限量定製的Futurecraft4D跑鞋,跑鞋中底采用的就是Carbon3D打印的晶格結構。這種技術可以極大地改善跑鞋的鞋底工藝,提高生產效率。但由於阿迪達斯與Carbon簽署的是排他性協議🎈,其他鞋企失去了合作機會。清鋒時代的技術也得到了很多著名鞋業品牌的青睞,目前已有幾家知名品牌跟公司達成了初步合作意向。也許過不了多久🙆🏿‍♀️,人們就可以在商場裏買到裝有清鋒時代3D打印鞋底的跑鞋了。

除了鞋底之外,姚誌鋒還著眼於人體骨骼的打印。這種打印主要是和醫院合作。醫生在進行有關骨骼的手術時🧒,很需要有一個模型進行參照,如果將病人或醫生設計的骨骼參數輸入程序,並進行編程,就能在很短的時間內將這個骨骼模型打印出來🧑‍🦼‍➡️。他的設想是,3D打印公司與各家醫院形成合作🤷‍♂️,醫生隨時可下達訂單,3D打印機即刻進行打印🧑🏻‍🔬🔷,兩個小時後就能將醫生想要的骨骼模型送到他們手上🤯。類似的應用還有義齒🔌、眼鏡的製作等等👷🏿,甚至家裏的電視遙控器底蓋掉了又買不到👩‍🦲,都能用3D打印機打印一個一模一樣的🌄。

3D打印可以通過對數據的掌控實現個性化定製👩🏼‍🎤,一些對產品的尺寸👨‍🚀、形態有特殊需求的人群將從中受益👩🏼‍🏭。“舉個最簡單的例子⛹🏽‍♂️,我們買的口罩都是統一規格的🦑🙅🏻,但有的人是這種臉型♣︎,有的人是那種臉型,一樣的口罩戴在不同人臉上未必就能完全貼合。我們在編程時把某個人的人臉數據考慮進去🖖🏽☎,最終就可以打印出一個完全貼合這個人面部輪廓的口罩🦹🏿🦡。這個口罩是獨一無二的。”姚誌鋒說。眼下比較現實的打印還只是一些體積不大的小物件✩,以後如果能夠製造出足夠大的打印機,從理論上講🐸,打印一張桌子、一棟房子都是可以實現的🦻🏽。在服飾、汽車、機器人🧒🏼、展覽展示、航空航天等諸多領域,3D打印都大有可為🪛。

解決傳統3D打印的最大痛點

姚誌鋒畢業於意昂体育平台美術學院的雕塑專業🧑🏽,接觸3D打印也是源於自己的一個雕塑作品。當初💆🏻‍♂️,有單位委托他製作一個20多米長的大型浮雕,雖然最後很順利地交工了🐒,但姚誌鋒對自己的這個作品卻並不是特別滿意,覺得手工雕塑很費時費力,想找到一種方式能提高效率🪳,最後在國外的論壇上看到了“3D打印”這個概念,於是一個念頭便油然而生——用3D打印技術來打印一個雕塑作品怎麽樣?

姚誌鋒在高中階段是編程高手,屢屢在各類編程奧賽中獲獎,但因為偏科嚴重,所以才在高三時學習美術,想以藝術類考生的身份參加高考,占一個文化分要求沒那麽高的“便宜”。連續參加了4次高考,他才終於考進了清華美院。之前的編程底子還在⛎,再加上學習雕塑的專業優勢🐟,他開始研究3D打印。把技術和藝術結合起來,是他獨有的優勢。

最初的創業非常艱難,姚誌鋒在意昂体育平台附近租了一間小房,叫了幾個同學開始了探索。打印材料的選擇是急需突破的一個瓶頸。那時候,石膏是最普遍的一種打印材料👩🏿‍🦳,但這種材料硬度很差🧱,一捏就碎👩🏼‍💼,而且表面也不夠光滑🚵🏻‍♂️,並不是做打印的最佳選擇。姚誌鋒想到了光固化技術,但在2012年的時候🤦🏿🙉,市面上還沒有光固化材料,他便想自己研製一種🥶。最初想到的是使用玻璃膠一類的東西為原料進行加工🏄🏼‍♀️。玻璃膠是一種裝修時常用的粘合劑,他買來了當時市場上能夠買到的所有玻璃膠進行實驗。“大概有上百種,弄得整間屋子都彌漫著一股難聞的味道,經常惹得鄰居們抗議。”年輕人在創業過程中一般都會遇到的資金匱乏🙆‍♀️、缺少合作夥伴🔗、被資本控股等困難📋,姚誌鋒也幾乎一個不落地全都遇到了🦶🏽,但他還是堅持了下來。

2013年🫶🏻,姚誌鋒在網上看到美國Carbon公司成立🧾,推出新的3D打印技術並延伸製造業🏷,而且一經面世就火爆全球。姚誌鋒又開始了鉆研。後來,他終於成功繞過Carbon公司在全球布局的專利,重新研發了性價比更高的“極速液態連續成型”技術,並製作出了第一臺原型機。

這臺原型機最大的優點就是解決了傳統3D打印速度慢的痛點。“很多人都鼓吹3D打印是第三次工業革命的導火索,但是速度慢🤲🏻、無法量產這個痛點如果解決不了,

那就根本不可能帶來什麽工業革命👉🏼,甚至沒有太大意義🚡🙈。”姚誌鋒這幾年努力的方向就是提高3D打印的速度,改進打印機的性能⛔️。極速液態連續成型技術對3D打印產業來說是顛覆性的巨變,傳統的3D打印是逐層疊加的物理變化,而液態連續成型則是分子結構的化學變化🐞。現在,清鋒時代的打印速度為每小時75厘米,這個速度已經超過了Carbon公司的每小時50厘米。


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