南極熊導讀:體積3D打印技術開源了,會不會造就下一個FDM 3D打印技術路線的繁榮?
3D打印讓無數普通人的想法變成了實物。但它一直有一個痛點——懸垂需要支撐、層間粘合有短板。現在,體積增材制造(VAM)正在嘗試換一種玩法:不逐層堆疊,而是一次性固化整個模型。雖然,這項技術還在早期,成本也不低,但歷史的經驗告訴我們,凡是能讓創客少一步麻煩的技術,最后都會跑起來。
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△OpenCAL V2開源體積3D打印系統
2026年7月,南極熊獲悉,加州大學伯克利分校團隊發布了OpenCAL V2開源體積3D打印系統。整個項目包含三大部分:硬件(OpenCAL V2打印機)、軟件(Tomo桌面應用)和材料(Formlabs合作生產專用光敏樹脂)。這套系統可以在數分鐘內一次性完成完整模型的打印,無需逐層堆疊,也不需要支撐結構。
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△OpenCAL V2體積3D打印機
從逐層到一次性成型
從逐層到一次性成型體積增材制造(VAM)與常見的SLA光固化打印類似,同樣使用光源和光敏樹脂,但原理徹底不同。SLA用激光逐層掃描,一層一層往上疊。VAM的核心技術是計算機軸向光刻(CAL),它的工作原理類似CT掃描的逆向操作:將三維模型切成一系列二維投影,從不同角度同時投射到旋轉的樹脂容器中。每個"體素"接收到的光劑量不同,累積到固化閾值后材料同時凝固,整件模型可以在幾分鐘內一次性成型。
這意味著傳統FDM的懸空支撐問題和層間粘接力不足這兩個硬傷,在VAM這里不存在。沒有層紋、沒有支撐痕跡,打印速度不再和模型復雜程度掛鉤。代價是設備成本高、樹脂配方復雜、以及成型后從樹脂中取出模型時如何去除多余未固化材料等使用層面的問題。
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△設計的打印模型
OpenCAL V2:從實驗室到桌面
加州大學伯克利分校團隊最早在2019年發布了第一版OpenCAL,但當時成本高、操作復雜,只適合預算充足的研究實驗室。一年前在Open Sauce創客大會上,團隊用消費級投影儀和常見電子元器件搭建了新原型,證明了VAM技術可以脫離昂貴的專用設備運行。但VAM打印一直面臨三個障礙:硬件、軟件和樹脂,單靠個人很難同時解決這三條腿。
現在,OpenCAL V2的發布正是為了讓這三條腿同時落地。在硬件方面,新版本的設計支持不同尺寸的打印體積和投影儀配置,適配性更靈活。同時,軟件方面,團隊推出了一款獨立桌面應用Tomo,無需命令行操作即可驅動OpenCAL打印機,也兼容其它VAM打印機。最后,在材料方面,Formlabs已與OpenCAL團隊達成合作,推動專用光敏樹脂的規模化生產,這種樹脂需要具備非線性光化學反應、對特定波長透明且高粘度,市面上幾乎沒有現成產品。Formlabs的加入意味著材料成本和可獲得性將大幅改善。
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△初步打印完成后的展示件
從RepRap到CAL:開源驅動的新一輪浪潮
CAL技術在實驗室里已經存在多年,但一直卡在“昂貴且僅限研究”的階段。OpenCAL項目走的是和當年RepRap完全相同的路徑,即是先做一個能用的開源版本讓社區參與進來,再由社區解決那些論文里不會寫、但實際使用中一定會遇到的問題:如何判斷打印是否完成、如何清潔部分固化的樹脂表面、如何處理支撐之外的失敗模式。這些問題的答案不在論文里,而在實際使用中。
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△OpenCAL:綜合指南https://opencal-org.readthedocs.io/en/latest/
目前OpenCAL V2的完整文檔已在Read the Docs上線,社區通過Discord交流開發和故障排除。團隊表示,當前VAM打印速度已經超過傳統FDM/SLA,但在可用性上還有較多提升空間——而這恰好是社區最擅長的事。
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△展示OpenCAL V2最終的成品樣品件。不過,在社區中,熱評之一,有網友對這項技術也有吐槽點,目前科打印的體積實在太小了,這阻礙了它的發展
南極熊也組織了體積3D打印技術中國交流群,歡迎有技術的人加入。
△體積3D打印交流群(滿人可叫南極熊拉入 nanjixiong3ddayin )
南極熊點評
VAM速度確實比傳統打印快,但實際用起來還有一堆問題,例如,怎么判斷打印完成了?怎么清理半固化的樹脂?這些問題目前社區正在一個個解決,而你也現在也能參與其中。正是這個社區把CAL技術從實驗室拽了出來,它也將決定這項技術能走多遠。熊友們,你們覺得這項技術有戲嗎?
參考資料https://opencal-org.readthedocs.io/en/latest/
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