央視報道：南方科技大學葛锜教授離心式DLP多材料4D打印技術

2025年5月6日，南極熊獲悉，CCTV-13新聞頻道《新聞直播間》，“產業(yè)變革看廣東 打造人才“強磁場” 共創(chuàng)灣區(qū)科技大未來”，報道了大灣區(qū)的南方科技大學多功能增材制造與4D打印實驗室葛锜 教授團隊。在實驗室中，葛锜教授正帶領團隊對離心式DLP多材料3D打印技術進行攻關，實現多材料間近乎零污染的切換，未來可以廣泛應用于通訊、醫(yī)學等領域。

△南方科技大學多功能增材制造與4D打印實驗室負責人 葛锜

4D打印作為一種新型的增材制造技術，通過將智能材料打印成三維結構，并借助外界刺激使得三維結構的形狀隨著第四個維度時間發(fā)生改變。將智能材料與彈性基底復合多材料打印，可以拓展4D打印結構的設計空間，實現比單材料4D打印結構更為豐富功能和更為強大的功能，但是，多材料增材制造在裝備、材料、設計上仍有具體的發(fā)展空間。

離心式DLP多材料3D打印技術通過“高速離心材料切換”與“多樹脂槽動態(tài)調平”兩大核心創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)光固化3D打印的材料兼容性瓶頸，實現了多材料功能耦合結構的一體化成型，為醫(yī)療、工業(yè)設計、航空航天等領域提供了顛覆性的制造解決方案。

“離心式多材料切換技術”是其核心競爭力，可實現高效材料切換和殘液去除。離心轉速可調，最高達10000轉/分鐘，60秒內即可完成多材料切換，單次打印多材料切換最大次數高達2500次，處于業(yè)內領先水平。支持粘度在5~5000 cps范圍內的硬樹脂、彈性體、水凝膠、形狀記憶高分子和導電彈性體等材料及這些材料組合結構的多材料3D打印，為不同行業(yè)和應用領域，提供了靈活的材料選擇。

△離心式多材料切換技術流程

可打印高復雜度、高精度、多功能、多材料耦合結構，支持同時打印2~4種材料，可打印層內多材料和層間多材料且多材料層內過渡區(qū)尺寸在100微米以內，為復雜多材料結構制造提供高精度解決方案。

南極熊獲悉，2024年10月，南方科技大學葛锜教授團隊創(chuàng)立了一家專注于多材料光固化 3D 打印技術的公司——深圳質多三維，其自主研發(fā)了離心式多材料3D打印技術，并推出了MultiMatter系列多材料光固化3D打印設備。

△質多三維推出的C10系列、C30系列、C50系列多材料光固化3D打印機，采用數字光處理（DLP）技術，成型尺寸覆蓋25×25×25mm至30×30×30mm，支持25μm層厚的高精度打印。

南極熊發(fā)現，在本次的報道中，有一個畫面，葛锜教授身后的兩臺摩方高精密3D打印設備，通過觀察，發(fā)現是摩方精密的nanoArch S130和microArch S240，葛锜教授之前使用摩方高精密3D打印設備發(fā)布可多篇文章。

△葛锜 教授背后的兩臺摩方高精密3D打印機

其中包括：

南科大葛锜/王榮團隊：光固化3D打印高精度高強度聚合物衍生SiOC陶瓷
詳情：http://www.withyoor.com/thread-166819-1-1.html   

南方科技大學葛锜/王榮團隊開發(fā)了一種具有超高打印精度和高陶瓷產率的PCP前驅體，采用摩方精密nanoArch®S130（精度：2 μm）和microArch®S240（精度：10 μm）3D打印設備，制備了尺寸從亞毫米到厘米的多種復雜三維結構，打印精度高達5μm。PCP前驅體在1100℃真空熱解后轉化為SiOC陶瓷，陶瓷產率高達56.9%。

南方科技大學葛锜教授團隊：高電導率、大變形光固化3D打印離子凝膠
詳情：http://www.withyoor.com/thread-170301-1-1.html   

研究團隊采用摩方精密nanoArch® S130（精度：2 μm）3D打印設備，可以打印出寬度為5 μm的高精度線條，以及特征尺寸為50 μm的復雜三維Gyroid結構，并利用摩方精密microArch® S240（精度：10 μm）3D打印設備打印了大尺寸的Octet truss結構。

nanoArch® S130
S130超高精密3D打印系統(tǒng)由摩方公司自主開發(fā)，使用了大幅面跨尺度拼接打印，光源準直勻光處理，實時監(jiān)控與自動對焦。沉浸式繃膜與氣泡刮刀打印等創(chuàng)新性技術。打印精度高達2μm，打印尺寸最大50mm x 50mm x 10mm。同時，摩方還為S130配套開發(fā)了適合高精度低層厚的多種樹脂材料。包括高強度工程應用樹脂、耐高溫工程樹脂、生物應用樹脂等等。非常適合于各種微米級高精度復雜器件的快速成型。

S130開發(fā)了亞微米級多軸運動平臺，高精度運動控制系統(tǒng)以及微米級的拼縫融合技術。有效的解決了高精度芯片物理尺寸限制與大幅面之間的固有矛盾。實現了宏微一體成型，既能保證最高2μm的打印精度，又能實現大尺寸結構成型。摩方還為S130開發(fā)了獨特的自動對焦與實時圖像監(jiān)控技術，通過共焦光路設計，實時監(jiān)控投影圖片，及時反饋系統(tǒng)的打印進度，保證圖像投影的清晰度。另外，自動對焦技術能夠縮短對焦時間，提高用戶的使用體驗。

超高精度的3D打印對環(huán)境振動的要求比較高，S130設備內置氣浮光學平臺，打印區(qū)與電腦操作區(qū)采用人體工學設計分開操作，保證打印穩(wěn)定性的同時，也方便了用戶實機操作。另外摩方還開發(fā)了20ml的微量樹脂打印系統(tǒng)，尤其適合新材料開發(fā)、稀貴材料研究


microArch® S240
microArch S240是一款擁有更大的成型尺寸，更快的打印速度，并且能夠適配更多功能性的材料的高精密增材制造設備，擁有10μm的打印精度和±25μm的加工公差控制能力。通過跨尺寸精密拼接打印技術，將打印尺寸增大3.4倍。滾刀涂層鋪展技術，將打印速度提高10倍以上，同時，摩方聯(lián)合巴斯夫研發(fā)了工程樹脂BMF RG，可以打印的樹脂粘度從200cps到2萬cps，因此支持光敏型陶瓷樹脂和磁性樹脂等功能性復合材料。

特點：

• 超高精度：光學精度高達10μm；
• 低層厚：10~40μm的打印層厚；
• 超高精度，大幅面，宏微一體化加工；
• 適合新材料開發(fā);
• 支持打印納米顆粒摻雜的功能性復合材料；
• 光學監(jiān)控系統(tǒng)，自動對焦功能；
• 支持打印高粘度材料（≤20000cps）；
• 配套功能強大的打印軟件、切片軟件；
• 工藝參數可調。
  

葛锜教授先后在美國、新加坡求學和任教，2018年底，得知大灣區(qū)良好的創(chuàng)新生態(tài)和環(huán)境后，葛教授決定回國發(fā)展。葛锜教授表示，回來的時候就有將近1000萬啟動經費，在五年的時間內，不用為經費發(fā)愁，可以專心致志地把前沿的科研做好。

葛锜 教授
研究方向：4D打印、多功能3D打印、軟物質力學、軟體機器人、柔性電子
郵箱：geq@sustech.edu.cn

葛锜博士，南方科技大學機械與能源工程系長聘教授，博士生導師，深圳市軟材料力學與智造重點實驗室副主任。擔任International Journal of Extreme Manufacturing, Microsystems & Nanoengineering等高水平期刊編委。國家級青年人才，廣東省高層次人才、深圳市海外高層次人才等人才項目。曾在美國麻省理工學院從事博士后研究，在新加坡科技設計大學擔任助理教授。自2019年6月全職回國后，先后主持國家自然科學基金面上、科技部國家重點研發(fā)計劃課題等項目。主要研究領域包括智能材料與結構、4D打印、軟體機器人、柔性電子等。葛锜博士總共發(fā)期刊表論文100余篇，其中包括以第一作者或者通訊作者身份發(fā)表Science Advances， Nature Communications， Advanced Materials等高水平論文。Google Scholar引用11000余次，H-index 42，入選Elsevier中國高被引學者、斯坦福大學全球前2%頂尖科學家。

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