Axtra3D：混合光合成 (HPS) 3D打印工艺速度提高了2~20倍

南极熊导读：将DLP和SLA两种光固化3D打印技术混合一起，会产生什么样的效果呢？

2024年6月，南极熊获悉，于2021年成立并推出了混合光合成（HPS）技术的Axtra3D公司正在利用其 Lumia X1 3D 打印机改变光聚合增材制造行业。他们将创新的硬件和材料相结合，已经实现多项成功应用，其中之一就是采用混合光合成 (HPS) 技术和 BASF 的 Ultracur3D RG3280 材料制造的模具镶件。



Lumia X1 高速 SLA 系统

Lumia X1 的规格如下：
● XY 分辨率为 50 μm；
●波长为 405；
●最大打印体积（XYZ）为 250 x 140 x 500 毫米 / 9.8 x 5.5 x 19.6 英寸 / 17.3 升。



此系统共有四项创新技术：
●首先，混合光合成 (HPS) 技术结合了激光SLA和数字光处理 (DLP)。这种双重成像功能能够以极高的生产量创建具有大平面的超高分辨率部件。

●其次，TruLayer Separation 是一种层过渡和分离技术，有助于快速分离活动打印层，无缝过渡到下一层。它消除了固化层上的静水压力（在基于薄膜的 DLP/LCD 3D 打印机中很常见），并减少了层与层之间的等待时间，能够直接从机器上获得玻璃般的高度抛光表面。

●第三项创新是 TruLayer Adaption，能够确保动态监控和调整玻璃板，控制​​每层绝对平整，且公差在所需范围内。与其他 DLP/LCD 3D 打印机不同，玻璃板可以动态调整，以将树脂厚度保持在所需的层高，无需长时间固化。

●最后，Z轴具有创新性设计，系统的打印平台安装在双 Z 轴上，限制其移动，从而确保真正的直线运动。

数字制造服务提供商 Prototek 的生产经理 Ben DeGrave 表示：“Axtra3D 的 Lumia X1 打印机提供独特的技术，将 DLP 速度与 SLA 打印质量相结合，为客户提供新的材料选择和可与竞争对手相媲美甚至超越竞争对手的高精度。我们与 Axtra3D 的合作非常愉快，共同努力突破其技术的极限。Prototek对 Axtra3D 的未来充满期待。”

Lumia X1 具有高吞吐量、精度、特征分辨率和表面光洁度，适用于工业和医疗应用。HPS 和 TruLayer 技术之间的协同作用使打印吞吐量与传统技术相比显著提高了 2-20 倍。此外，能够打印表面平整度为 20 微米的大横截面积，确保机器直接打印出如玻璃般高度抛光的表面。

可用材料包括耐用、坚韧、刚性、弹性体、高温、透明、可铸造、陶瓷填充、阻燃、ESD、牙科和生物相容性材料。主要材料合作伙伴包括BASF、3D Systems、Henkel、NextDent、Keystone和Pro3Dure。

采用 Axtra3D 技术的 3D 打印服务提供商 Dinsmore 的碳实验室主管 Kirill Tulinov 说道“人们很快就会注意到将两种技术合二为一的重要性，即在保留激光的精度和表面光洁度的同时进行 DLP 填充。“

将速度和准确性结合在一个3D打印工艺中
众所周知，在树脂打印领域，同时获得高精度和高速度一直是研究者们的重点。然而，有了 HPS，这个问题就成为了过去式，HPS技术将 DLP 和 SLA 结合在一个系统中。



该技术的工作原理是集成图像生成器和激光器。这两个光源能够在相同的波长、相同的像面平面度下同步工作，图像生成器可固化大部分横截面，可以实现、 DLP 的速度。同时，激光以 50 微米的分辨率生成边界轮廓，以实现更好的表面质量和精度。通过利用两者，Axtra3D 成功地结合了较高的打印速度、质量和准确性。 此外，还可以将该技术扩展到大型平台，从而允许更大的构建体积，这在许多树脂3D打印工艺中通常是罕见的。

量身定制的商业模式
Axtra3D 提供两种核心业务模式，以满足不同的客户需求。Axtra Solutions 提供全面优化的解决方案 ，确保客户获得完整、随时可用的 3D 打印设置，充分利用 Axtra3D 应用团队和优质材料合作伙伴的专业知识。同时，Axtra OpenAccess™ 提供了一种灵活的方法，使客户能够探索和试验新材料和应用 ， 实现创新并适应不断变化的项目需求。

模具镶件
Lumia X1 系统和 BASF 的 Ultracur3D RG3280 材料最成功的应用之一是模具镶件的生产，由于工具钢和铝等材料的成本高昂，以及加工周期复杂，传统工具通常会导致更长的交货时间和更高的成本。Axtra3D 的解决方案使用 Lumia X1 HPS 3D 打印机和陶瓷聚合物 Ultracur3D RG 3280，将从设计到注塑部件的时间缩短到仅一天，而不会影响质量或设计完整性。



RG 3280 的高刚度和耐高温特性与 Lumia 的 HPS 和 TruLayer 工艺相结合，可生产出精度在 20 微米以内的模具镶件，并且具有高精度细节。镶件经过简单的后固化后即可使用，无需对镶件进行大量的后处理或后加工，从而节省了大量的成本和时间。


Becton Dickinson 案例研究
跨国医疗技术公司 Becton Dickinson (BD) 已成功利用 Lumia X1 进行快速迭代和小批量生产。例如，模具设计耗时 45 分钟，打印过程耗时 54 分钟，后处理和加工以装入模具总共耗时 120 分钟 ，从开始到结束总共不到五个小时，该公司从一套模具中注射了 300 多个聚碳酸酯部件，生产 3D 打印模具镶件的总成本不到 100 美元。

Becton Dickinson 数字工程高级经理 Brett Charlton 说道：“我们从 2023 年 5 月开始使用这台机器，唯一一次停机是 Axtra 来升级系统，所以实际上没有遇到任何机器停机的问题。基于 Lumia X1 制造的模具镶件大大缩短了我们的周转时间。”

Axtra3D 的 Lumia X1 和 BASF 的 Ultracur3D RG3280 材料是模具镶件领域的变革者，能够提供前所未有的速度、准确性和成本效益。这两项技术的合作体现了该公司如何改变传统制造工艺，为更具创新性和效率的生产方法铺平道路。