■臺科三維科技 / 謝秉臻 博士
前言
3D列印作為工業中一個成長快速的領域,數十年間擴展出多樣化的應用,包含教育、醫療、牙科、珠寶、工程等,應用在需要少量多樣的使用情境下,如產品原型,或是形狀複雜無法使用模具大量生產的物件,因此越來越多企業將3D列印應用於產品研發,甚至跨足3D列印領域。
而3D列印產業經過數十年的演進,成型技術已發展出多種類型,當中最成熟的,包括光固化聚合技術、材料擠製成型技術、材料噴塗成性技術、粉末熔融成型技術。基於應用領域、成本、空間、材料種類等因素,不同的技術都有擅長的應用領域。其中光固化聚合技術具有成品表面光滑、精度高等優點,適合應用在需要高精細度的領域,如牙科模型、珠寶、精密的工程零件等。
3D列印工程材料,多種性能可供挑選
對於產業界來說,3D列印的成品易碎且韌性遠不如熱塑性塑膠,難以如工程塑膠般應用。因此,在工程領域方面,臺科三維(T3D)投注心力研究如何使光固化3D列印材料擁有工程塑膠的強度以及韌性,從高強度如壓克力一般的塑膠,到高延展性如橡膠般的材質。目前,T3D開發的光固化工程材料如下:剛性樹脂(Rigid Resin)、堅韌樹脂(Tough Resin)、耐用樹脂(Durable Resin)、類PP樹脂(PP like Resin)、柔韌樹脂(Flexible Resin)、彈性樹脂(Elastic Resin)、類矽橡膠樹脂(Si like Resin)……等。以下簡述這些工程樹脂特性:
- 剛性樹脂(Rigid Resin):
具高剛度、抗變形及低收縮率,故剛性和精度極高,適用於薄壁和具有特徵物件的列印。 - 堅韌樹脂(Tough Resin):
類ABS材質,是具備高韌性、強度、剛度、耐磨性且脆性降低的材料,平衡強度和韌性使列印物件和組件可承受短暫的壓力或應變,適用於堅硬牢固、對強度要求高但同時也需要延伸性的功能物件和組件。 - 耐用樹脂(Durable Resin):
具伸長率、抗變形能力、復原力與強度兼具,適用於反覆拉伸、彎曲、壓縮後快速恢復形狀物件。 - 類PP樹脂(PP like Resin):
具高伸長率、柔韌性及表面硬度兼具,可生產光滑、光澤物件,並具有高衝擊強度。 - 柔韌樹脂(Flexible Resin):
類橡膠材質,具高彈性,適用於須彎曲、壓縮、模擬彈性觸感、符合人體工程的物件或多材質組件。 - 彈性樹脂(Elastic Resin):
類矽膠的觸感,適用於需彎曲、伸縮、重複壓縮等軟性且不易被撕裂的物件。 - 類矽橡膠樹脂(Si like Resin):
類矽膠性能,適用於需彎曲、伸縮、重複壓縮等軟性且不易被撕裂的物件。
T3D光固化樹脂,自由應用於多種領域
光固化3D列印的多種應用領域,T3D皆不缺席,並且致力於為更多不同的應用情境開發新材料。T3D除提供光固化工程材料,還提供多種應用領域的樹脂如下:
- 牙模樹脂:
應用於牙科領域的牙模樹脂,能以極小的公差列印出模型,並且成形後幾乎不會發生變形,能完美呈現細節同時具有高精確性; - 類蠟樹脂:
可用於珠寶業或牙科領域的類蠟樹脂,具高精度、低收縮率且含蠟可達到極佳的翻鑄品質; - 高速樹脂:
可快速列印產品原型的高速樹脂,具強度、列印速度約快5-10倍,適用於急件場合; - 其他還有如可用於教育以及家用領域的模型樹脂,以及可用水清洗的水洗樹脂等。
以上光固化材料皆可用於市售DLP、LCD光固化3D列印機,無需綁定機臺,使用上具有高度自由度,T3D能讓更多人以及企業在不同預算下將3D列印應用於生活以及產業中。