新華社
3D列印技術的性能突破關乎生物醫學、微納科技、先進位造等前沿領域發展。我國科學家研發出一種新型3D列印技術，0.6秒即可完成毫米尺寸複雜物體的高解析度三維列印，刷新目前已知的3D列印速度新紀錄。該成果12日凌晨在線發表於《自然》。
列印過程實拍。清華團隊供圖
3D列印應用廣泛，但一直存在「速度和精度」的煩惱：列印材料與探頭間的精密機械運動雖能保障精度，但列印效率較低，毫米級物體的高解析度列印往往需要幾十分鐘甚至幾個小時才能完成，難以滿足科研與生產需要。此外，現有高速3D列印對容器結構、材料粘度等也有限制。
中國工程院院士戴瓊海教授帶領的清華大學成像與智能技術實驗室研究團隊，基於在計算光學領域深耕的實踐，發現計算光學可操縱高維全息光場構建三維實體。團隊歷經5年攻關，攻克多視角光場的高速調控、拓展景深的全息圖案優化演算法設計等系列難題，最終創出「數字非相干合成全息光場（DISH）」3D列印技術。
複雜結構列印產物展示。清華團隊供圖
實驗表明，該技術生成毫米尺寸複雜結構的加工時間僅需0.6秒，最細可列印12微米尺寸結構，列印速率可達每秒333立方毫米。「這是目前已知3D列印的最高速率。」團隊成員、吳嘉敏副教授說，藉助創新的光學系統設計，DISH技術突破了逐點或逐層掃描模式的速度瓶頸，可在極短時間內精準投影出複雜的三維光強分布，實現對物體的快速列印。
管道內全自動連續三維列印。清華團隊供圖
該技術的另一優勢是其對列印容器的要求極為簡便，僅需容器具備一個光學平面，列印中容器保持靜止即可，無需進行高精度相對運動。這極大拓展了列印場景，特別是可直接在普通流體管道內放置列印材料，實現流體環境中的批量、連續列印。
戴瓊海認為，DISH為相關領域技術升級提供了新的解決方案。例如在工程製造領域，可批量生產光子計算器件、手機相機模組等微型組件，列印帶有尖銳角度、複雜曲面的零件等。未來還有望拓展至柔性電子、微型機器人、高解析度組織模型等複雜場景。（記者 魏夢佳）
