加州大学伯克利分校发布开源体积3D打印机OpenCAL,Formlabs与Prusa参与支持

打印派   2026-10-21 08:52:50

美国加州大学伯克利分校研究人员发布了OpenCAL,一台基于计算轴向光刻(CAL)的自建体积3D打印机,并配套一款由Formlabs生产、Prusa Research销售的专用光敏聚合物。该打印机在旋转的树脂瓶内一次性成形整个物体,通常耗时一到两分钟,所有图纸、代码和树脂配方均已公开。

CAL于2017年由伯克利机械工程系Hayden Taylor教授实验室与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家合作发明,2019年首次发表于《科学》杂志。近十年来该工艺仅存在于少数研究实验室。OpenCAL将其整合为低成本打印机、免费软件和可商购树脂,供研究人员、教育工作者和创客搭建、使用和改进体积3D打印。项目由Taylor Waddell牵头,历时两年,逾40名贡献者参与,多数为伯克利学生。

CAL打印机不逐层构建零件。投影仪向旋转的光敏树脂瓶投射快速变化的光图案序列,树脂在累计光剂量超过固化阈值处凝固,整个零件一次成形,无层、无支撑结构、无移动打印头。其原理类似反向CT扫描,软件计算出用光重建实体所需的投影。论文中的参考零件——罗丹《思想者》复制品——在90秒内成形。Taylor团队此后还将CAL用于生物打印和玻璃零件,并通过SpaceCAL项目在NASA支持的亚轨道飞行中演示了微重力下首个自主体积打印与后处理流程。

OpenCAL V2以消费级LED投影仪、树莓派5和步进电机驱动的树脂瓶支架为核心,装在铝型材框架内,配激光切割亚克力面板和3D打印的PETG、PLA、TPU零件,可装入摄影包。物料清单成本约1638美元(2026年6月价格),一人可在五到六小时内完成组装。打印准备使用免费Windows应用Tomo,可将STL文件转为打印序列而无需编程;打印机运行开源固件,从U盘读取打印文件,文档包含清洗和固化等后处理流程。

此前在家搭建体积打印机的用户须用手工调配实验室化学品树脂,这是主要障碍之一。Formlabs现以OpenCAL Resin名义按1升瓶装量产伯克利开发的UDMA基配方,并承诺随需求增长继续生产,配方仍公开供实验室自行调配。Prusa Research通过其美国线上商店Printed Solid以每瓶119.99美元销售该树脂,并在Printables社区托管所有OpenCAL可打印零件。硬件以Prusa开放社区许可证(OCL 1.1)发布,软件托管于GitHub,发布后将举办Printables设计竞赛。

Prusa Research的Rudolf Krcmar表示,OpenCAL展示了3D打印下一步可能的方向,以开放社区许可证发布意味着任何人都能搭建、改进和分享它,希望看到OpenCAL打印机在世界各地涌现。在公开发布前,伯克利开展了试点计划,大学、国家实验室和创客空间依据草稿指南搭建打印机并自行调配树脂,修正意见被回写进文档。目前OpenCAL设备已在麻省理工学院、普渡大学、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、美国国家标准与技术研究院(NIST)及北美、欧洲和亚洲多所高校运行或建设中。项目Discord服务器已有超过2200名成员。2027年2月,伯克利将在VAM27@Berkeley研讨会期间举办为期一天的OpenCAL搭建工作坊。


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