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3D技術0.6秒即可打印毫米級結構
來源:科技日報   加入時間:2026-2-13 10:38:32  
記者12日從清華大學獲悉,該校戴瓊海院士團隊歷時5年攻關研發的計算全息光場(DISH)三維打印技術,突破傳統3D打印速度與精度的核心矛盾,將毫米尺寸復雜結構的曝光打印時間壓縮至0.6秒,創下體積3D打印領域新紀錄,為生物醫學、微納制造等前沿領域提供了全新技術方案。相關成果當日在線發表于國際期刊《自然》。

傳統3D打印技術始終難以兼顧效率與精度。逐點、逐層打印精度高但耗時久,毫米級物體加工常需數十分鐘,F有體積打印技術如計算軸向光刻雖實現一體成型,卻因樣本旋轉、景深不足等問題導致離焦區域精度驟降,且僅能使用高黏度材料,應用范圍受限。

此次研發的DISH三維打印技術,將計算光學從光場信息捕捉反向應用于實體構建,通過計算成像逆過程設計系統,實現了從信息獲取到實體制造的技術跨越。團隊攻克了多視角光場高速調控、拓展景深的全息圖案優化、數字自適應光學高精度光路矯正等關鍵難題,以操縱高維光場構建三維實體為核心,實現多項技術突破。

據介紹,該技術曝光速度較傳統體積打印提升數10倍,0.6秒即可完成毫米級結構打印,且因超短曝光時間大幅削弱材料流動影響,兼容從近水黏度稀溶液到高黏度樹脂的全品類打印材料。同時,技術通過自適應光學校準與全息算法融合,將同參數景深從50微米拓展至1厘米,1厘米范圍內光學分辨率穩定保持11微米,打印產物最細獨立特征達12微米。此外,打印容器無需特殊設計、無需高精度機械運動,可實現流體管道內批量連續打印,大幅拓展應用場景。

這一成果未來可應用于組織工程、高通量藥物篩選的生物原位打印,以及光子計算器件、微型模組的工業批量制造,還有望實現多材料堆疊打印,賦能柔性電子、微型機器人等領域發展。(記者 華凌) 


編輯:曹鳳芹

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