中国开发了一台三维全息打印机,能够在不到一秒的时间内完整打印模型。

中国开发了一台三维全息打印机,能够在不到一秒的时间内完整打印模型。

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中国科学家在3D打印领域实现革命:完整模型半秒完成

普通3‑D打印机的打印通常需要数小时,甚至一天。如此长时间使增材技术不具备大规模生产的经济性。清华大学的研究人员在《Nature》杂志上公布了一项改变这一局面的成果:他们仅用0.6 秒就完成了一个完全复杂对象的打印。新方法称为DISH——数字非相干全息光场合成(Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields)。

DISH 的工作原理
* 放弃机械平台
与其移动待打印部件或喷嘴系统,DISH 使用可控光源。光线立即形成整个模型的体积。

* 全息投影
系统生成优化后的数字全息图,并同时从不同方向通过高速旋转模块投射到光敏树脂中。借助计算机优化得到精确的三维光强分布,只在需要的位置固化。

* 与树脂粘度无关
全息图使材料能够均匀地在整个深度上固化,突破了传统投影仪景深限制。

关键指标
| 指标 | 数值 |
|------|------|
| 整体模型分辨率(至1 cm) | 19 µm |
| 最小细节 | 12 µm(约为人类头发厚度的五分之一) |
| 打印速度 | 333 mm³/秒 |
| 单个模型打印时间 | 0.6 秒 |

在实验室测试中,研究人员成功制造了高精度的毫米级复杂对象和微结构。该技术支持连续树脂供给,为大规模生产铺平道路。

潜在应用
| 领域 | 可实现的功能 |
|------|--------------|
| 生物医学 | 快速建模组织与血管,用于药物测试 |
| 机器人技术 | 微型机器人、柔性电子设备制造 |
| 光子学与MEMS | 在光子器件中集成组件,手机摄像头模块 |
| 其他 | 为工业设计创建高细节三维模型 |

对行业的意义
从机械分层打印向光学体积合成为转变开启了3D打印的新范式。光线成为主要制造工具,可显著加速工艺、提升精度,并使复杂微结构的大规模生产成为现实。

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