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0.6秒刷新纪录!清华DISH技术,让3D打(dǎ)印(yìn)迈入“亚秒级(jí)高精度”时代
发(fā)布日期:2026-03-19 人(rén)气:95
快科技3月16日消(xiāo)息,清华大(dà)学戴琼海院士团队历经五年攻关,成功研(yán)发(fā)出计算全息光场(DISH)三维打(dǎ)印技术,将毫(háo)米级复杂结构的曝光打印时间压缩至0.6秒,创(chuàng)下体积3D打印领域(yù)全球新纪录,标志着增材制造正式迈入“亚秒级高精(jīng)度”时代。
光固化是当前高(gāo)效3D打(dǎ)印的主(zhǔ)流技术路线,但速度与精度的矛盾(dùn)一直是其(qí)发(fā)展瓶颈。材料固化需固定(dìng)时长,打印速度取决于同一(yī)时刻(kè)可固化区域大小,而精度(dù)则由三维像素尺寸决定——像素越小精度越高,单(dān)位时间可加工(gōng)体积(jī)就越小,速度随之下降。
主流光固化技术(shù)分为逐点、逐层、体积打印三类,效率依次提升却各有局限:逐点打印(yìn)(如激(jī)光立体光刻)精度可达微米级,但打印一枚微小零件往往需要数十分(fèn)钟;逐层打印(如数字光处(chù)理)一次投影一(yī)整层,速度(dù)有所提升,却(què)仍受(shòu)层厚与分辨率(lǜ)限制,精度提升则速度下降;传统体积打印需旋转样本,高速运转产生的振动和材料流动,会直接破坏成型精度,且(qiě)衍射效应导致高(gāo)精度光束仅能小范围聚(jù)焦,物体稍大精度便急剧衰减。
DISH技术凭借三项(xiàng)颠覆性创(chuàng)新,彻底打破了这一核心(xīn)矛盾。针(zhēn)对衍射效应带来的景深不足和精度衰减问题,团队首创计算全息光场调控(kòng)技术,将相(xiàng)干全息光场与多角度旋转同步结合,拓展所(suǒ)有投影角度光束的景(jǐng)深,从根源上解决了尺寸与精度的冲突(tū)。
该技(jì)术(shù)在生物医学和高端制造领域(yù)展(zhǎn)现(xiàn)出广阔应用(yòng)前景。在生(shēng)物医学领域,可利(lì)用生物相容性材料快速高精度打印血(xuè)管、组织模型,甚至实现生物组织原位打印,大幅降低组织工程模型的制备成本与时(shí)间,推动再生医学、器官移(yí)植研究落地,同(tóng)时还(hái)能提升高通量药物筛选效率,缩短新药研发周期(qī)。
在高端制造领域,其超高速、批量连续的打印能(néng)力可融入(rù)工业(yè)流水线,实(shí)现光(guāng)子计算器件、手机相机模组、微纳传感器的高效量产,也可适配(pèi)航空航天领域复杂精密零件的加工,破解传统(tǒng)微制(zhì)造效率低(dī)、定制(zhì)化难度大(dà)的痛点;无需专(zhuān)用容器、可在流体管道中打印的特性(xìng),更让“定制化(huà)+批量化”的柔性制(zhì)造成为可能。
不过,从实验室走向大规模应用,DISH技术仍需突破四大瓶颈(jǐng):一(yī)是(shì)打印尺寸目前局限于厘米级(jí),需(xū)优化光学系统、研发(fā)新型材料(liào),解决光束在(zài)材料中的衰减问题(tí);二是全息(xī)优化算法处理复杂模型耗时较长,未来需引入神经网络和GPU加速提升效(xiào)率;三是激光(guāng)散(sàn)斑带来(lái)的表面伪影,需通过(guò)光路优化、多全息(xī)图技术及后处理工艺消除;四是面向流体管道连续打印场景,需构建精准送料、固化监测和产物定位的全流程(chéng)流体控(kòng)制系统。

