3D表面打印——真假難辨的鬼斧神工

材料牛注：3D打印給我們帶來了太多驚喜，新型3D-CMF表面打印技術的鬼斧神工或將進一步開啟家用3D打印的新紀元。

上圖所示分別為印刷表面平滑前（1）、常規方法（2）和3D-CMF（3）方法平滑后的視覺對比圖。從圖中可以看出，CMF（化學熔融加工）平滑效果（a-3）比拋光（a-2）更均勻，與溶劑蒸氣法（b-2）相比，CMF法（b-3）精確地保留了產品表面的更多細節。

近日，日本早稻田大學的研究者研發出了一種制備方法，能夠顯著提升3D打印樹脂產品的質量。該方法能夠有效地改進表面紋理、提高結構剛性，而且成本低、操作簡單，使用的溶劑化學品更安全，粉塵的消除更方便。

早稻田大學科學與工程學院現代機械工程系的Takenshi Takishi和Shinjiro Umezu教授選擇了熔融沉積工藝（FDM）型3D打印機，其相對較低的成本最適合家庭使用，并且解決了由于應用樹脂材料層間凹槽，引起的“羅紋”狀粗糙表面的問題。

現有的表面平滑方法主要是拋光，或者說將凸起的位置磨平以減少“肋骨”狀紋路外觀。然而，拋光裝置增加了機器的復雜性和成本，并且捕獲和處理所產生的粉塵會進一步增加其復雜性，顯然該裝置對于日常使用來說是不切實際的。

另一種平滑方法是通過蒸發溶劑的熔化來平滑印刷片的表面。這種方法的優點在于：在槽的底部能夠捕獲一些溶解的材料，在改善產品的平滑性和結構完整性的同時減少樹脂的浪費。然而，機器的復雜性、整體表面無選擇性溶解以及大量可燃溶劑的處理是這種方法的主要問題。

早稻田大學的研究人員研發并測試了一種被稱為3D化學熔融加工（3D-CMF）的方法，該方法使用類似簽字筆的工具，選擇性地將溶劑滴加到印刷品表面某些需要平滑的部分。

這種全新的3D-CMF方法較上述兩種方法的主要優點包括：該方法將3D打印應用拓展到更具吸引力的商業領域；在平滑過程中，去除更少的材料從而減少了浪費，并實現了更精準的成型；使用較少的溶劑，在提高安全性的同時降低了成本；另外，通過改變筆尖可以進一步增加表面成形的精度。

日前，這項工作發表在Nature子刊Scientific Reports上。

原文鏈接：Dramatic Improvement in Surface Finishing of 3D Printing.

文獻鏈接：Development of the Improving Process for the 3D Printed Structure.

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，李雅倩編譯，萬鑫浩審核，點我加入材料人編輯部。

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