高速光固化泡沫3D打印技术，PrintFoam可实现工业化批量生产

南极熊导读：很多时候，轻量化是3D打印零件的重要目标。那么是否可以直接3D打印泡沫材料来实现呢？

有这样一位科学家父亲曾经这样教育他的孩子们，“虽然我不能改变能源，但是通过3D打印技术，我可以创造更轻的材料，实现结构轻量化，这样可以节省能源。”比如让飞机可以飞的远，汽车噪音更小且节能。

2022年5月17日，南极熊获悉，PrintFoam宣布推出高通量泡沫3D打印机，凭借在泡沫3D打印方面的背景，旨在通过革命性的大幅面设备获取更多的市场。

△泡沫作为一种具有独特物理特性的轻质材料而广受欢迎。图片来自PrintFoam

PrintFoam公司由麻省理工学院Matthew Pearlson 创立，得到美国国家科学基金会 (NSF) 小型企业创新研究 (SBIR) 资助，旨在解锁低密度紫外线固化树脂的3D打印，从航空航天，能源汽车等再到智能家具，以生产轻量化结构。该技术可用于多个行业，重量减轻多达 75%，成本只有传统工艺的四分之一，但又保持传统增材制造的耐用性、弹性和强度。

泡沫3D打印的意义

泡沫，也称为多孔固体，在隔热、轻质结构和漂浮部件的减震支撑等方面具有重要的作用。这种材料是许多工业领域的重要组分部分，涉及汽车、航空航天、电子、海洋、生物医学、包装和国防等领域。传统工艺制备的泡沫材料结构高度不对称，孔隙尺寸、形状、厚度、连通性和拓扑结构离散程度很高。

△泡沫3D打印具有绝佳的舒适性、安全性和功能性

技术背景

PrintFoam的专有泡沫已推向市场多年，并且人们也看到了它的惊人的性能。

对于这些技术发展，其它3D打印公司纷纷效仿。但迄今为止，现有的3D打印平台因打印速度慢，无法将这种独特的技术实现大面积推广。

为此，他们宣布开发第一款，专门从事工业规模化的泡沫3D打印机，来进一步推动该领域发展。

根据Print Foam的负责人兼联合创始人Mathew Pearlson解释，经过研究，当他意识到可以通过跳过，例如Formlabs、Carbon和 Desktop Metal等公司，基于树脂槽的传统3D打印技术时，他感到震惊。“通过结合我们开发的新光学图案技术，以及放弃标准的树脂槽打印工艺，我们可以在几分钟内生产出胶合板大小的3D打印泡沫片材。”

△来自PrintFoam早些使用的3D打印设备。图片来自PrintFoam

实现工业化的高速打印

通过将生产时间从几小时缩短到几分钟，PrintFoam能够进入大量的新市场，这些市场以前是3D打印市场无法进入的。

Azul 3D的联合创始人兼光聚合物增材制造联盟执行主席David Walker博士说：“这真的很了不起，我还没有见过这样的技术。”

△2018年，他们采用3D打印技术，生产了一种暴露于紫外线下会变硬的泡沫，可用于轻量化的车辆和机械结构件。图片来自PrintFoam

“该领域的每个人都在尝试使用计算模型产生的塑料晶格来模仿传统泡沫。正是因为这些模型，它不断告诉工程师生成具有更小的支柱和更小的晶胞晶格......实际上，计算机是想让工程注意到这一点变化，让它们停下来。但是，我们一直没有按照这样的思路，而是另辟蹊径并采取行动。”
  △农业无人机鼻锥：由聚苯乙烯泡沫塑料制成（左）；由泡沫3D打印工艺制成（右）

新型3D打印机从头开始设计，以满足客户的需求，未来将以规模和速度颠覆制造业。根据Pearlson的说法，“新的设备扩展了我们为客户提供全面解决方案的能力，他们正在寻找在不牺牲分辨率的情况下快速3D打印大量材料的方法。”