3D表面打印——真假难辨的鬼斧神工

材料牛注：3D打印给我们带来了太多惊喜，新型3D-CMF表面打印技术的鬼斧神工或将进一步开启家用3D打印的新纪元。

上图所示分别为印刷表面平滑前（1）、常规方法（2）和3D-CMF（3）方法平滑后的视觉对比图。从图中可以看出，CMF（化学熔融加工）平滑效果（a-3）比抛光（a-2）更均匀，与溶剂蒸气法（b-2）相比，CMF法（b-3）精确地保留了产品表面的更多细节。

近日，日本早稻田大学的研究者研发出了一种制备方法，能够显著提升3D打印树脂产品的质量。该方法能够有效地改进表面纹理、提高结构刚性，而且成本低、操作简单，使用的溶剂化学品更安全，粉尘的消除更方便。

早稻田大学科学与工程学院现代机械工程系的Takenshi Takishi和Shinjiro Umezu教授选择了熔融沉积工艺（FDM）型3D打印机，其相对较低的成本最适合家庭使用，并且解决了由于应用树脂材料层间凹槽，引起的“罗纹”状粗糙表面的问题。

现有的表面平滑方法主要是抛光，或者说将凸起的位置磨平以减少“肋骨”状纹路外观。然而，抛光装置增加了机器的复杂性和成本，并且捕获和处理所产生的粉尘会进一步增加其复杂性，显然该装置对于日常使用来说是不切实际的。

另一种平滑方法是通过蒸发溶剂的熔化来平滑印刷片的表面。这种方法的优点在于：在槽的底部能够捕获一些溶解的材料，在改善产品的平滑性和结构完整性的同时减少树脂的浪费。然而，机器的复杂性、整体表面无选择性溶解以及大量可燃溶剂的处理是这种方法的主要问题。

早稻田大学的研究人员研发并测试了一种被称为3D化学熔融加工（3D-CMF）的方法，该方法使用类似签字笔的工具，选择性地将溶剂滴加到印刷品表面某些需要平滑的部分。

这种全新的3D-CMF方法较上述两种方法的主要优点包括：该方法将3D打印应用拓展到更具吸引力的商业领域；在平滑过程中，去除更少的材料从而减少了浪费，并实现了更精准的成型；使用较少的溶剂，在提高安全性的同时降低了成本；另外，通过改变笔尖可以进一步增加表面成形的精度。

日前，这项工作发表在Nature子刊Scientific Reports上。

原文链接：Dramatic Improvement in Surface Finishing of 3D Printing.

文献链接：Development of the Improving Process for the 3D Printed Structure.

本文由材料人编辑部丁菲菲提供素材，李雅倩编译，万鑫浩审核，点我加入材料人编辑部。

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