由专利来了解3D打印技术——PolyJet

梁嘉琪2013

前期文章《 由专利来了解3D打印技术– 3DP 》已经介绍了3DP技术，另有一个3D打印技术，与3DP技术雷同，但是整个操作的逻辑与3DP恰恰相反，将成形的物质直接喷撒至工作台面后固化，形成想要的成品，它看起来不像FDM，但与FDM有异曲同工之妙，笔者称它为「喷胶成形技术」（Solid Ground Curing, SGC），发明人Nissan Cohen，美国专利证号5,287,435，现今业者大多以PolyJet称之，本文将简述其技术内容。

技术源起

喷胶成形技术于1980年代末，原由以色列Cubital Ltd.公司所开发，当时称做Solid Ground Curing（以下简称SGC）技术，是PolyJet 技术的源头。

Cubital Ltd.公司于1990年申请，并在1994年初取得US5,287,435「专利」。 而其专利权期限已经在2011年到期。 该SGC技术详载于US 5,287,435专利说明书，如图一所示。

图一、SGC技术图示

资料来源：USPTO

1.光罩制作（程序如图一之红色实线箭头所示）

光罩的功用是遮蔽「非剖面位置」，让「非剖面位置」的光敏树脂不硬化；而未被遮蔽的「剖面位置」则露出，其光敏树脂则会感光硬化。

1-1. 剖面光罩（绿色虚线区域）在「A」区制作；

1-2. 光罩移至「B」区，添加光敏树脂；

1-3. 光罩移至「C」区，成形剖面；

1-4. 光罩退回「A」区，清洗，制作下一个剖面光罩；

1-5. 如此周而复始，直到所有的剖面光罩完成。

2.成品形成（程序如图一之红色虚线箭头所示）

成品依连续剖面层层相叠成形的原理，结合不定数量的剖面，形成想要的成品。

SGC中，成品从第一个剖面开始，处理的过程如下：

2-1. 光罩移至「C」区，在工作台上（Support Surface）成形第一个剖面；

2-2. 「C」区的液体循环系统将多余的光敏树脂去除；

2-3. 成品第一个剖面移至「D」区，添加支持物（例如：蜡）；

2-4. 成品第一个剖面移至「E」区，整平并固化支持物；

2-5. 成品第一个剖面移至「F」区，以机械加工的方法整平并去除多余剖面（例如：毛边）；

2-6. 成品第一个剖面退回「C」区，等待下二次光罩移至「C」区，成形第二个剖面，如此周而复始，直到所有的剖面完成。

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