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很多進(jìn)行新材料研發(fā)及相應(yīng)創(chuàng)新應(yīng)用研究的用戶，使用的打印材料配制難度大且昂貴,，或需進(jìn)行材料快速篩選時(shí),，可提供的打印材料量很少（通常只有幾十毫升），例如生物醫(yī)療材料（如GelMA每克需幾百元）,、水凝膠,、新型功能材料等。對(duì)于這類材料的3D打印,，通常情況下打印設(shè)備配置的標(biāo)準(zhǔn)材料容器相對(duì)而言容積過(guò)大,，用戶能夠提供的材料由于量少而無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印，或者為了匹配打印設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)材料容器,，增加材料配制量而帶來(lái)巨大的成本和材料浪費(fèi),。

承裝液態(tài)光敏材料的樹脂槽是PμSL 3D打印系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件。通常地,，對(duì)于面投影光固化打印,，特別是自上而下投影方式，樹脂槽容量與打印尺寸成正比,，即打印系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的最大成型尺寸越大,，相應(yīng)配置的樹脂槽容量也越大，因此,，打印時(shí)所需的材料也越多,。如摩方公司的10 μm光學(xué)分辨率的3D打印系統(tǒng)S140，最大打印樣品尺寸為94 mm × 52 mm × 45 mm,，系統(tǒng)標(biāo)配的樹脂槽容量為800 ml,。

圖1 摩方公司S140標(biāo)準(zhǔn)樹脂槽規(guī)格

基于稀貴材料的特殊打印需求，摩方公司自主研發(fā)出容量20 ml的微量樹脂槽系統(tǒng),，以滿足這一材料的打印及相應(yīng)研究,，如圖2所示為20 ml樹脂槽系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了匹配設(shè)備原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并簡(jiǎn)化樹脂槽更換程序,，微量樹脂槽直接配置于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)樹脂槽中,，安裝更換便捷。同時(shí),，配備相應(yīng)的打印平臺(tái)和打印離型膜,，以實(shí)現(xiàn)稀貴材料的特殊打印。這一微量樹脂槽系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)10 mm × 10 mm × 10 mm的最大打印尺寸,。

圖2 摩方公司S140 20ml樹脂槽系統(tǒng)

圖3 摩方公司S140800 ml標(biāo)準(zhǔn)樹脂槽和20ml微量樹脂槽實(shí)物對(duì)比

利用上述20 ml樹脂槽系統(tǒng),，摩方公司做了系列新材料的3D打印及應(yīng)用研究。如圖3所示是使用該微量樹脂槽打印的微彈簧陣列結(jié)構(gòu)，所用材料為磁性顆粒復(fù)合樹脂（單價(jià)約10元/mg）,，材料配比5%質(zhì)量比,，打印彈簧線徑約100 μm。

圖3 磁性顆粒復(fù)合樹脂打印

在實(shí)現(xiàn)設(shè)備最大打印尺寸的標(biāo)準(zhǔn)樹脂槽基礎(chǔ)上,，新增適用于稀貴新型材料打印的微量樹脂槽,，解決了初期材料開發(fā)量少、材料浪費(fèi),、成本高,、材料篩選周期長(zhǎng)等難題，可有效促進(jìn)新材料的開發(fā)及相關(guān)應(yīng)用研究,。