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3D技术0.6秒即可打印毫米级结构
来源:科技日报   加入时间:2026-2-13 10:38:32  
记者12日从清华大学获悉,该校戴琼海院士团队历时5年攻关研发的计算全息光场(DISH)三维打印技术,突破传统3D打印速度与精度的核心矛盾,将毫米尺寸复杂结构的曝光打印时间压缩至0.6秒,创下体积3D打印领域新纪录,为生物医学、微纳制造等前沿领域提供了全新技术方案。相关成果当日在线发表于国际期刊《自然》。

传统3D打印技术始终难以兼顾效率与精度。逐点、逐层打印精度高但耗时久,毫米级物体加工常需数十分钟。现有体积打印技术如计算轴向光刻虽实现一体成型,却因样本旋转、景深不足等问题导致离焦区域精度骤降,且仅能使用高黏度材料,应用范围受限。

此次研发的DISH三维打印技术,将计算光学从光场信息捕捉反向应用于实体构建,通过计算成像逆过程设计系统,实现了从信息获取到实体制造的技术跨越。团队攻克了多视角光场高速调控、拓展景深的全息图案优化、数字自适应光学高精度光路矫正等关键难题,以操纵高维光场构建三维实体为核心,实现多项技术突破。

据介绍,该技术曝光速度较传统体积打印提升数10倍,0.6秒即可完成毫米级结构打印,且因超短曝光时间大幅削弱材料流动影响,兼容从近水黏度稀溶液到高黏度树脂的全品类打印材料。同时,技术通过自适应光学校准与全息算法融合,将同参数景深从50微米拓展至1厘米,1厘米范围内光学分辨率稳定保持11微米,打印产物最细独立特征达12微米。此外,打印容器无需特殊设计、无需高精度机械运动,可实现流体管道内批量连续打印,大幅拓展应用场景。

这一成果未来可应用于组织工程、高通量药物筛选的生物原位打印,以及光子计算器件、微型模组的工业批量制造,还有望实现多材料堆叠打印,赋能柔性电子、微型机器人等领域发展。(记者 华凌) 


编辑:曹凤芹

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