在學(xué)術(shù)合作者的幫助下，勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的研究人員正在使用投射到光敏樹(shù)脂中的全息圖3D圖像在很短的時(shí)間內(nèi)3D打印復(fù)雜的部分。據(jù)悉，立體3D打印過(guò)程一次打印對(duì)象，而不是逐層打印。

眾所周知，3D打印有幾種截然不同的技術(shù)，如FDM、SLM、SLA等。所有這些3D打印技術(shù)都以不同的方式處理各自的材料，但它們都有一個(gè)關(guān)鍵特征：它們逐層制作對(duì)象。

但值得一提的是，LLNL已經(jīng)開(kāi)發(fā)出全息樹(shù)脂3D打印技術(shù)，完全避開(kāi)了層層疊加的方法來(lái)制造一個(gè)對(duì)象。

它被稱為立體3D打印，它使用一種全息3D圖投影儀來(lái)一次性處理光敏樹(shù)脂，而不是一次一層。該技術(shù)是與加州大學(xué)伯克利分校、羅切斯特大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員合作開(kāi)發(fā)的。

根據(jù)大量研究人員的看法，使用常規(guī)投影儀（2D）或激光（1D）生成3D光投影的過(guò)程對(duì)于3D打印零件的速度有很大影響。

LLNL工程師ChrisSpadaccini解釋說(shuō)：“這將制造轉(zhuǎn)移到一個(gè)完全的3D操作，這是以前從未做過(guò)的。對(duì)吞吐量的潛在影響可能是巨大的，如果你能做得好，仍然會(huì)有很多復(fù)雜性。”

該過(guò)程通過(guò)引導(dǎo)三個(gè)重疊的激光束一起工作，可以從三個(gè)不同的方向定義物體的幾何形狀。這導(dǎo)致在樹(shù)脂桶內(nèi)投射完整的3D圖像。

當(dāng)然，光線也會(huì)觸及不被打印的樹(shù)脂部分，但是由于光線在光束相交處的強(qiáng)度要大得多，所以光束在10秒左右足以完全和精確地固化3D部分。未使用的樹(shù)脂可以被排出，留下完成的對(duì)象。

LLNL研究人員MaximShusteff說(shuō)：“事實(shí)上，您可以一步完成3D零件的全部工作，克服了增材制造中的一個(gè)重要問(wèn)題。”

Shusteff和其他研究人員認(rèn)為，由于立體3D打印比其他聚合物3D打印技術(shù)快得多，因此可以開(kāi)辟3D打印行業(yè)的一個(gè)全新的子類別。

為了在一定程度上證明他們的觀點(diǎn)，3D打印方法已經(jīng)被用于3D打印任意角度的支柱格子和彎曲的物體。正是這些彎曲的物體讓LLNL團(tuán)隊(duì)特別興奮：由于該過(guò)程的性質(zhì)，曲面可以產(chǎn)生幾乎沒(méi)有層狀偽影。

一次完成的過(guò)程還允許部件進(jìn)行3D打印，否則可能需要大的支撐結(jié)構(gòu)。

但是，立體3D打印過(guò)程有一些限制。由于激光束在3D打印過(guò)程中保持不變，因此部件分辨率有限，而且非常復(fù)雜的形狀難以制造。此外，科學(xué)家們需要更好地了解可固化樹(shù)脂的化學(xué)性質(zhì)，例如，了解每種情況下激光應(yīng)該投射多長(zhǎng)時(shí)間。

但與新的3D打印工藝所帶來(lái)的巨大機(jī)遇相比，這些限制是一個(gè)小小的麻煩。研究人員認(rèn)為，立體3D打印可以用來(lái)制造精細(xì)的水凝膠結(jié)構(gòu)，甚至可以用于零重力條件下的空間打印。而且，它的速度非常非常快，只有使用更高功率的激光才能獲得更快的速度。

Shusteff說(shuō)：“我希望這將會(huì)激勵(lì)其他研究人員尋找其他方法來(lái)處理其他材料。這將是一個(gè)巨大的轉(zhuǎn)變。”

據(jù)悉，此項(xiàng)研究結(jié)果已于最近發(fā)表在“科學(xué)進(jìn)展”（ScienceAdvances）上。它的作者是Shusteff、AllisonE.M.Broww、BrettE.Kelly、JohannesHenriksson、ToddH.Weisgraber、RobertM.Panas、NicholasX.Fang和Spadaccini。