中大改革掃描方式 3D打印快萬倍

[2019.12.12] 發表

【明報專訊】高精密度立體3D打印技術可用於製造精密醫療及科技器件，惟現有技術效率低且成本高，窒礙普及應用。中文大學工程學院團隊與美國「勞倫斯利佛摩國家實驗室」合作，研發出「飛秒雷射投影雙光子聚合光刻」(Femtosecond Projection Two-photon Lithography，簡稱FP-TPL)3D打印技術，將雷射3D打印過程由逐點寫入改革成整個平面寫入，令打印速度提升數千至1萬倍，同時降低成本達98%。

以平面作掃描單位提升精密度

現時一般高精度3D打印技術的原理是以雷射光串逐點寫入，再分層製造，即使是小型器件亦需花上數天以至星期計掃描打印，費時又昂貴，亦限制有關技術應用在大規模生產中；若要提升速度，則要犧牲成品精密度。

中大工程學院機械與自動化工程學系教授陳世祈及其團隊獲創新科技基金，以及美國能源部轄下的「勞倫斯利佛摩國家實驗室」資助及支援，研發出FP-TPL 3D打印技術，可同時投影100萬個光點，形成光平面，取代傳統逐點寫入的做法，即是新技術可在以往掃描一點的時間內，掃描一整塊平面，完成一層，將打印速度由每小時0.1立方毫米加快至10至100立方毫米，新技術亦同時提升打印精密度。

成本大減98％有望普及醫療應用

陳世祈說，現行技術的主要硬件包括「數碼微反射鏡晶片」及「飛秒雷射光源」，其中光源正是該技術的最大支出，一般壽命只有約兩萬小時。因此，將掃描時間由數天縮短至幾分鐘，可大幅延長雷射光源壽命，變相節省打印成本，由平均每立方毫米88美元(約690港元)下調至1.5美元(約12港元)，減幅達98%。新技術適用於研發高端納米科技、先進材料、醫療用微支架及藥物傳輸等，由於其顯著提升速度和降低成本，極具商業應用潛力。