0.6秒可完成毫米尺寸物体打印！我国科学家在3D打印领域有新突破

  新华社北京2月12日电（记者魏梦佳）3D打印技术的性能突破关乎生物医学、微纳科技、先进制造等前沿领域发展。我国科学家研发出一种新型3D打印技术，0.6秒即可完成毫米尺寸复杂物体的高分辨率三维打印，刷新目前已知的3D打印速度新纪录。该成果12日凌晨在线发表于《自然》。

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  打印过程实拍。（清华团队供图）

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  3D打印应用广泛，但一直存在“速度和精度”的烦恼：打印材料与探头间的精密机械运动虽能保障精度，但打印效率较低，毫米级物体的高分辨率打印往往需要几十分钟甚至几个小时才能完成，难以满足科研与生产需要。此外，现有高速3D打印对容器结构、材料粘度等也有限制。

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  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研究团队，基于在计算光学领域深耕的实践，发现计算光学可操纵高维全息光场构建三维实体。团队历经5年攻关，攻克多视角光场的高速调控、拓展景深的全息图案优化算法设计等系列难题，最终创出“数字非相干合成全息光场（DISH）”3D打印技术。

  复杂结构打印产物展示。（清华团队供图）

  实验表明，该技术生成毫米尺寸复杂结构的加工时间仅需0.6秒，最细可打印12微米尺寸结构，打印速率可达每秒333立方毫米。“这是目前已知3D打印的最高速率。”团队成员、吴嘉敏副教授说，借助创新的光学系统设计，DISH技术突破了逐点或逐层扫描模式的速度瓶颈，可在极短时间内精准投影出复杂的三维光强分布，实现对物体的快速打印。

  管道内全自动连续三维打印。（清华团队供图）

  该技术的另一优势是其对打印容器的要求极为简便，仅需容器具备一个光学平面，打印中容器保持静止即可，无需进行高精度相对运动。这极大拓展了打印场景，特别是可直接在普通流体管道内放置打印材料，实现流体环境中的批量、连续打印。

  戴琼海认为，DISH为相关领域技术升级提供了新的解决方案。例如在工程制造领域，可批量生产光子计算器件、手机相机模组等微型组件，打印带有尖锐角度、复杂曲面的零件等。未来还有望拓展至柔性电子、微型机器人、高分辨率组织模型等复杂场景。