我国科学家研发出一种新型3D打印技术,可在0.6秒内完成毫米尺寸复杂物体的高分辨率三维打印,刷新当前已知3D打印速度纪录。该成果于2月12日凌晨在线发表于《自然》杂志。
传统3D打印长期面临速度与精度难以兼顾的问题:为保障精度,需依赖打印材料与探头间的精密机械运动,导致毫米级高分辨率打印耗时长达几十分钟至数小时;现有高速方案又受限于容器结构和材料粘度等条件。
中国工程院院士戴琼海教授带领的清华大学成像与智能技术实验室团队,基于计算光学领域积累,提出利用高维全息光场构建三维实体的新路径。经5年攻关,团队突破多视角光场高速调控、拓展景深的全息图案优化算法等关键技术,研制出‘数字非相干合成全息光场(DISH)’3D打印技术。
实验显示,该技术打印毫米级复杂结构仅需0.6秒,最小特征尺寸达12微米,打印速率达每秒333立方毫米,被团队称为‘目前已知3D打印的最高速率’。其核心在于摒弃逐点或逐层扫描模式,通过创新光学系统在极短时间内精准投影复杂三维光强分布。
DISH技术对打印容器要求显著降低,仅需一个光学平面且容器全程静止,无需高精度相对运动,支持在普通流体管道内直接放置材料,实现流体环境中的批量、连续打印。
该技术可应用于光子计算器件、手机相机模组等微型组件的批量制造,支持带尖锐角度与复杂曲面零件的成型,并有望延伸至柔性电子、微型机器人及高分辨率组织模型等场景。
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