无支撑的光固化3D打印

南极熊相信，很多读者都会有疑问，“它的支撑结构怎么办呢？”。事实证明，无论模型有多么复杂，X线照相光固化3D打印技术都不需要支撑结构。这是因为打印作业的松散部分暂时被周围的粘性树脂支撑。

Xolo解析说，光敏树脂材料单体的交联，会导致密度变化，从而导致零件在重力作用下的下沉速率不同。树脂的高打印速度和粘度使这种影响最小化，因此零件的下沉仅在制造完成后才变得明显。”

真是难以置信啊！

X交叉光片照相体积3D打印的速度

那么，X交叉光片照相体积3D打印的速度到底有多快？论文表明，它的速度是双光子3D打印技术的10，000－100，000倍。而且双光子技术只能打印一些很小的物体，并且打印速度非常慢。但X线体积3D打印意味着大约每小时可以3D打印固化一升材料；如果使用更强大的激光光源和更精细的树脂，打印速度将大大提高。

美国Carbon凭借CLIP连续液面光固化3D打印技术，已经发展成为全球的3D打印大型厂商，估值超20亿美元。南极熊猜想，德国xolo凭借X交叉光片照相体积3D打印技术，未来也有望成为3D打印独角兽企业。

相似的容积3D打印技术

2019年，南极熊曾经报道过《Science》革命性“容积3D打印技术”Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction，几十秒打印一个人像。科研人员来自美国UC伯克利和美国劳伦斯利佛摩国家实验室。

南极熊初步一看，感觉这个技术原理其实挺简单

△先在一个杯子里装上光敏树脂液态材料，使用DLP光源进行体曝光，转盘带动杯子进行旋转，在指定的位置把树脂固化。

△工作原理就像反向计算机断层（CT）扫描一样，在CT机中，X射线管在患者周围旋转，拍摄人体内部器官的照片。然后，计算机再利用这些投影重构出一幅3D画面。在计算机模拟一个3D物体的情况下，研究人员从多个不同角度计算出物体的形状，然后将由此产生的2D图像输入一台普通的幻灯片投影仪。投影仪将图像投射到一个装着丙烯酸酯（一种合成树脂）的圆柱形容器中。当投影仪通过全方位覆盖的图像旋转时，容器也以相应的角度旋转。加利福尼亚大学伯克利分校的电气工程师泰勒说：“当圆柱体旋转时，任何接收到光量的位置都可以单独控制。”“如果光的总量超过一定数值，液体就会变成固体。”

△树脂中的一种化学物质会吸收光子，而当吸收的光子达到一定的门槛时，丙烯酸酯就会聚合，形成固体塑料。剩下的液体随后被移除，留下的就是固态的3D物体。几十秒后，杯子中便3D打印出来一个人像。这速度要逆天啊！比Carbon的CLIP连续液面打印技术，还要快很多，杯子旋转，即可打印出来物体。

△“容积3D打印技术”核心思路

△核心数学公式

这个系统的核心就是CAL算法，想要真正完成打印并不容易。首先得进行三维模型的重建，包括2D的傅里叶变换。然后还得针对光敏液体的剂量进行优化等等。在打印过程中，还涉及氧气抑制、光场干涉、3D空间和2D投影之间的转换匹配等问题。

△“容积3D打印技术”制作出来的其他物件