中國(guó)科學(xué)家在3D打印領(lǐng)域有新突破刷新速度紀(jì)錄

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2026-02-13 01:11:32 環(huán)球時(shí)報(bào)

3D打印技術(shù)的性能突破對(duì)于生物醫(yī)學(xué)、微納科技、先進(jìn)制造等前沿領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種新型3D打印技術(shù)，能在0.6秒內(nèi)完成毫米尺寸復(fù)雜物體的高分辨率三維打印，刷新了目前3D打印速度的新紀(jì)錄。這項(xiàng)成果已在《自然》雜志上在線發(fā)表。

3D打印應(yīng)用廣泛，但一直存在“速度和精度”的問(wèn)題。傳統(tǒng)打印方法通過(guò)精密機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)保障精度，但效率較低，打印一個(gè)毫米級(jí)物體往往需要幾十分鐘甚至幾個(gè)小時(shí)，難以滿(mǎn)足科研與生產(chǎn)需求。此外，現(xiàn)有高速3D打印技術(shù)對(duì)容器結(jié)構(gòu)和材料粘度也有一定限制。

中國(guó)工程院院士戴瓊海教授帶領(lǐng)的清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，在計(jì)算光學(xué)領(lǐng)域深耕多年后，發(fā)現(xiàn)計(jì)算光學(xué)可操縱高維全息光場(chǎng)構(gòu)建三維實(shí)體。經(jīng)過(guò)五年努力，他們攻克了多視角光場(chǎng)的高速調(diào)控、拓展景深的全息圖案優(yōu)化算法設(shè)計(jì)等一系列難題，最終開(kāi)發(fā)出“數(shù)字非相干合成全息光場(chǎng)（DISH）”3D打印技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)表明，該技術(shù)生成毫米尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)僅需0.6秒，最細(xì)可打印12微米尺寸結(jié)構(gòu)，打印速率可達(dá)每秒333立方毫米。DISH技術(shù)突破了逐點(diǎn)或逐層掃描模式的速度瓶頸，可在極短時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)投影出復(fù)雜的三維光強(qiáng)分布，實(shí)現(xiàn)快速打印。

DISH技術(shù)的另一大優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)打印容器的要求極為簡(jiǎn)便，只需容器具備一個(gè)光學(xué)平面且在打印過(guò)程中保持靜止即可，無(wú)需進(jìn)行高精度相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這極大地?cái)U(kuò)展了打印場(chǎng)景，特別是可以直接在普通流體管道內(nèi)放置打印材料，實(shí)現(xiàn)流體環(huán)境中的批量、連續(xù)打印。

戴瓊海表示，DISH技術(shù)為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)升級(jí)提供了新的解決方案。例如在工程制造領(lǐng)域，可以批量生產(chǎn)光子計(jì)算器件、手機(jī)相機(jī)模組等微型組件，并打印帶有尖銳角度、復(fù)雜曲面的零件。未來(lái)還有望應(yīng)用于柔性電子、微型機(jī)器人、高分辨率組織模型等復(fù)雜場(chǎng)景。

(責(zé)任編輯：0764)

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