南極熊導讀：很多時候，輕量化是3D打印零件的重要目標。那么是否可以直接3D打印泡沫材料來實現呢？

有這樣一位科學家父親曾經這樣教育他的孩子們，“雖然我不能改變能源，但是通過3D打印技術，我可以創造更輕的材料，實現結構輕量化，這樣可以節省能源。”比如讓飛機可以飛的遠，汽車噪音更小且節能。

2022年5月17日，南極熊獲悉，PrintFoam宣布推出高通量泡沫3D打印機，憑借在泡沫3D打印方面的背景，旨在通過革命性的大幅面設備獲取更多的市場。

△泡沫作為一種具有獨特物理特性的輕質材料而廣受歡迎。圖片來自PrintFoam

PrintFoam公司由麻省理工學院Matthew Pearlson 創立，得到美國國家科學基金會 (NSF) 小型企業創新研究 (SBIR) 資助，旨在解鎖低密度紫外線固化樹脂的3D打印，從航空航天，能源汽車等再到智能家具，以生產輕量化結構。該技術可用于多個行業，重量減輕多達 75%，成本只有傳統工藝的四分之一，但又保持傳統增材制造的耐用性、彈性和強度。

泡沫3D打印的意義

泡沫，也稱為多孔固體，在隔熱、輕質結構和漂浮部件的減震支撐等方面具有重要的作用。這種材料是許多工業領域的重要組分部分，涉及汽車、航空航天、電子、海洋、生物醫學、包裝和國防等領域。傳統工藝制備的泡沫材料結構高度不對稱，孔隙尺寸、形狀、厚度、連通性和拓撲結構離散程度很高。

△泡沫3D打印具有絕佳的舒適性、安全性和功能性

技術背景

PrintFoam的專有泡沫已推向市場多年，并且人們也看到了它的驚人的性能。

對于這些技術發展，其它3D打印公司紛紛效仿。但迄今為止，現有的3D打印平臺因打印速度慢，無法將這種獨特的技術實現大面積推廣。

為此，他們宣布開發第一款，專門從事工業規模化的泡沫3D打印機，來進一步推動該領域發展。

根據Print Foam的負責人兼聯合創始人Mathew Pearlson解釋，經過研究，當他意識到可以通過跳過，例如Formlabs、Carbon和 Desktop Metal等公司，基于樹脂槽的傳統3D打印技術時，他感到震驚。“通過結合我們開發的新光學圖案技術，以及放棄標準的樹脂槽打印工藝，我們可以在幾分鐘內生產出膠合板大小的3D打印泡沫片材。”

△來自PrintFoam早些使用的3D打印設備。圖片來自PrintFoam

實現工業化的高速打印

通過將生產時間從幾小時縮短到幾分鐘，PrintFoam能夠進入大量的新市場，這些市場以前是3D打印市場無法進入的。

Azul 3D的聯合創始人兼光聚合物增材制造聯盟執行主席David Walker博士說：“這真的很了不起，我還沒有見過這樣的技術。”

△2018年，他們采用3D打印技術，生產了一種暴露于紫外線下會變硬的泡沫，可用于輕量化的車輛和機械結構件。圖片來自PrintFoam

“該領域的每個人都在嘗試使用計算模型產生的塑料晶格來模仿傳統泡沫。正是因為這些模型，它不斷告訴工程師生成具有更小的支柱和更小的晶胞晶格......實際上，計算機是想讓工程注意到這一點變化，讓它們停下來。但是，我們一直沒有按照這樣的思路，而是另辟蹊徑并采取行動。”
  △農業無人機鼻錐：由聚苯乙烯泡沫塑料制成（左）；由泡沫3D打印工藝制成（右）

新型3D打印機從頭開始設計，以滿足客戶的需求，未來將以規模和速度顛覆制造業。根據Pearlson的說法，“新的設備擴展了我們為客戶提供全面解決方案的能力，他們正在尋找在不犧牲分辨率的情況下快速3D打印大量材料的方法。”