精确测量聚合物加工的NIST技术将改善SLA 3D打印

有许多类型的3D打印机，从广受欢迎的FDM（融合沉积建模）桌面级3D打印机到花费数万美元超精确的SLA（立体光刻）机器，而那些的SLA机器只是通过NIST（国家标准与技术研究所）技术进行升级，该技术可精确测量3D打印机中树脂和凝胶光固化过程中聚合的发生方式。

SLA 3D打印机可以非常快速地将树脂固化成固体，从人的角度来看，出来的部件几乎是完美的。但在分子水平上，固化过程中微小的不一致性会影响3D打印的物理特性，使其更脆或更不致密。体素是体积类似于2D显示器上的像素的3D单位，并且来自NIST的这种新方法可以观察和分析单个体素树脂在经历固化过程时的细微变化。

该技术被称为样品耦合共振光学流变学（SCRPR），它是一种基于光的原子力显微镜（AFM），报告指出，它“衡量材料的特性如何以及在何时实时变化”。该尺度为亚微米空间分辨率和亚毫秒时间分辨率，其幅度小于传统的体积测量方法。通过观察各种基材聚合而收集的数据将为优化树脂的物理和化学性质以及改善固化时间提供见解，固化时间已经短至12毫秒（从液体到固体完全转变）。 NIST研究称。

修改商业AFM探针以使用紫外激光在探针与样品接触的位置固化聚合物（树脂），跟踪两个值：共振频率和能量耗散。可以将数学模型应用于值变化以确定刚度和其他机械性质。聚合似乎通过共振频率的增加来表示，并且创建单个体素的聚合的形貌图以使值变化可视化。 NIST材料研究工程师Jason Killgore补充道，“我们还在研究探针样品相互作用的模拟，以便在液体到固体聚合过程中对材料特性进行绝对定量。”

这些信息仅对3D打印行业没有价值，因为光学和涂料公司已经联系NIST进行合作和研究材料特性。 “通过一些会议谈判，我们对工业方法产生了浓厚的兴趣，”Killgore说。一些3D打印公司花费大量资金进行研发，以使他们的机器和树脂尽可能快速准确地固化，而SLA技术是目前最快的3D打印类型之一，因此实施了技术和方法上的改进NIST SCRPR研究技术将推动3D打印速度进入迄今为止最快时代。