清華顛覆3D打印技術(shù) 亞秒級(jí)體積打印誕生

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2026-02-13 12:00:23 DeepTech深科技

清華顛覆3D打印技術(shù) 亞秒級(jí)體積打印誕生。3D 打印從開始到完成需要多久？以毫米級(jí)物體為例，逐點(diǎn)和逐層打印通常需要數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)的時(shí)間。典型的體積 3D 打印也需要數(shù)十秒的曝光時(shí)間。

現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)明了一種新技術(shù)，讓 3D 打印像照相閃光燈那樣“咔嚓”一下就完成了。整個(gè)打印過程中材料和容器都是靜止的，不需要傳統(tǒng) 3D 打印那樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

這項(xiàng)研究來自清華大學(xué)戴瓊海院士、吳嘉敏副教授和方璐教授團(tuán)隊(duì)，他們開發(fā)了一種全息光場(chǎng)數(shù)字合成的體積 3D 打印技術(shù)——數(shù)字非相干全息光場(chǎng)合成（DISH）。該技術(shù)首次在毫米結(jié)構(gòu)尺度上實(shí)現(xiàn)了亞秒級(jí)速度和十微米級(jí)分辨率。

以生成體積約 200 mm3 的樣品為例，DISH 技術(shù)的 3D 打印曝光時(shí)間僅 0.6 秒，體積打印速率為 333 mm3/s，相當(dāng)于每秒生成上億個(gè)體素。并且，在 1 厘米范圍內(nèi)保持 11 微米的投影分辨率和 19 微米的打印分辨率。

這項(xiàng)技術(shù)為高速、個(gè)性化地 3D 打印微小精密的結(jié)構(gòu)提供了一種全新方案，例如人造血管、微型光學(xué)鏡片、定制化藥物篩選模型等。審稿人認(rèn)為該研究是體積增材制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要進(jìn)展，并稱其是迄今為止報(bào)道的最快體積 3D 打印時(shí)間。

清華大學(xué)成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期深耕于計(jì)算光學(xué)領(lǐng)域，十余年來在顯微成像、天文成像、光計(jì)算等多個(gè)方向取得了突出成果與廣泛應(yīng)用。顯微成像光路的基本操作流程是從生物樣本拍到多角度投影圖，再通過光場(chǎng)三維重建算法得到計(jì)算機(jī)上的三維模型。而這項(xiàng)研究起源于研究人員的反向思維：如果將光路操作的常規(guī)流程反過來操作會(huì)怎樣？

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