3D打印技術再獲突破：無需逐層構建

3D打印技術雖然取得了不小的發展，但卻始終擺脫不了一個限制，即物體必須從上到下逐層構建。近日，斯坦福大學開發了一種在固定體積的樹脂內打印3D物體的方法。打印物體完全由厚樹脂支撐，可從任何角度進行添加。

具體而言，這種類型的打印涉及通過容器的透明頂部和側面照射光束或圖案，容器內部是感光凝膠狀樹脂。當樹脂暴露在光線下，它都會聚合（固化）。通過四處移動光源，使其到達樹脂的不同部分，可以逐漸構建出一個三維物體。

此外，研究人員還通過一種稱為“三重態融合上轉換”的技術，使用高能藍色激光在高度精確的位置聚合樹脂。然而，如果將一束連續光束照射到容器中，樹脂將沿著該光束的整個長度固化。為了解決這個問題，光束從低能紅色激光開始。

為了實現這一點，特殊納米材料的微小二氧化硅涂層液滴分散在整個樹脂中。無論紅光從哪個位置聚焦到這些液滴上，都會發生一連串的能量轉移，將該光的低能紅色光子轉化為高能藍色光子。最后，樹脂在該精確點聚合。

研究作者Dan Congreve 教授說：“傳統的雙光子打印雖然與我們的新技術非常相近，但是卻需要較大的激光功率才能運行，因此僅限于小（納米或微米）尺度。而我們在運行過程中，激光功率要小的多。”

研究人員表示，他們正在探索在更高效的太陽能電池板中使用三重聚變上轉換，這可以將低能光轉換成可用的高能波長。

該研究論文題為“Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing”，已發表在《自然》期刊上。

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論文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04485-8

標簽： 3D打印 逐層構建