详解光固化式“3D打印”的奥秘

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文/林士强 北美智权教育训练处资深研发创新顾问

近几年，“3D打印”不时占据新闻版面，有人打印了车子(美国)，有人打印房子(中国内地)，NASA还想要把3D打印机送上太空，好应付航天员的不时之需。

这些深入人心的3D打印应用，大多属于FDM技术(Fused Deposition Modeling)，其实，另一个更早的元祖级商业化的技术，就是利用“光固化”的原理。

早在1980年代，总部位于美国南卡罗来纳州的3D Systems公司，就采用光固化式的3D打印技术，至今仍是3 D打印界的龙头之一。

光固化，不能算是新鲜事。

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”。

光固化物质制成的材料，称作“光敏树脂”(Photopolymer)，它是由聚合物单体与预聚体组成，一般为液态，加有光引发剂 (光敏剂)，经过一定波长的UV光(例如，250-300 nM波长)照射后，，引起聚合反应，完成固化(如图一)。

图一 图片来源：wiki

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光敏树脂，可用在半导体产业，例如当作光阻剂，也可用在印刷业，例如印刷门牌及标志。与各位最贴身的应用，或许是当牙医为你补牙的时候，先用光敏树脂当成填充物，然后用UV光照射充填物将其硬化，完成补牙的动作。

近几年，“3D打印”不时占据新闻版面，有人打印了车子(美国)，有人打印房子(中国大陆)，NASA还想要把3D打印机送上太空，好应付航天员的不时之需。

这些深植人心的3D打印应用，大多属于FDM技术(FusedDeposition Modeling)，(请参阅北美智权报89期文章“由专利来看3D打印的技术(一)”)。可以把它想象成类似在蛋糕上用奶油挤出花纹的手法，只不过精密度高些。“FDM”属于3D打印里元祖级的商业化技术之一。

其实，另一个更早的元祖级商业化的技术，就是利用前面所述“光固化”的原理(请参阅北美智权报95期文章“由专利来看3D打印的技术(五)”)，因为没有那么平易近人，加上材料是液体，湿答答的，总是比较不容易处理。