3D打印已經(jīng)在工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域掀起了一場革命。但是傳統(tǒng)的通過一系列一維線掃描來構(gòu)建三維形狀的過程可能非常緩慢。即使是最近發(fā)展起來的一種方法，使用有圖案的光在一次拍攝中處理整個二維橫截面，其打印速度通常也被限制在每小時厘米到幾十厘米。

       近日，美國密歇根大學(xué)的研究人員報告了一種能夠可以更快地構(gòu)建3D打印物體的系統(tǒng)，速度約為每小時兩米，甚至可以在一次拍攝中創(chuàng)建復(fù)雜的“淺浮雕”3D表面。這種快速打印的奧秘就是，一點點額外的樹脂化學(xué)物質(zhì)和一定劑量的紫外線混合添加。

創(chuàng)建2D層 

       最常見的3D打印形式是用激光或其他方法固化一系列一維線條從而形成塑料層。這一極其緩慢的過程對生產(chǎn)能力造成了嚴(yán)格的限制。作為對這個問題的回答，AM團體一直致力于研究所謂的立體光刻方法。 在這些方案中，圖案光相當(dāng)于要構(gòu)建的三維物體的二維橫截面——就像CAT掃描中的切片一樣——自下而上通過光窗射進一桶光固化樹脂中。當(dāng)每一個2D層被固化后，一個構(gòu)建頭慢慢地將物體從樹脂浴中拉出來，這樣下一層就可以固化了。通過允許在一個鏡頭中構(gòu)建一個完整的2D層，從而與一維方法的多小時時間跨度相比，這種立體光刻法可以大大縮短3D打印時間。

粘性的光窗 

       但即使是立體光刻AM方法也存在著一定的問題。最明顯的一個是，當(dāng)來自下而上方的圖案光固化每一層的時候，這一層往往會粘附在光線透過的光窗上。這就需要在每個2D層之間耗費時間將其分離。

       為了改善這種情況，一種方法是使用具有透氧性的投影窗。透氧光窗口在光窗和生長中的三維物體之間形成一層超薄富氧層，抑制樹脂凝固。然而，即便是這些系統(tǒng)，其垂直移動速度也被限制在每小時幾十厘米，而且滿足薄型透氧光窗需求的材料一般伸縮困難尺寸有限，所以很難有效地打印大型物體。

紫外控制 

      來自密歇根大學(xué)的研究小組似乎已經(jīng)解決了這個問題，他們使用光而不是氧氣來抑制樹脂在投影窗附近的固化。該方法首先在化學(xué)實驗室中進行了實驗，通過調(diào)整光固化樹脂的成分，使其不僅包括了在藍光(458 nm)照射下固化和硬化樹脂的光激活劑，還包括了在近紫外光(365 nm)照射下防止樹脂凝固的光抑制劑。

        為了創(chuàng)建一個3D物體，后一種波長的LED光通過玻璃投影窗射到樹脂桶中，在窗口附近創(chuàng)建所需的無固化區(qū)。與此同時，來自商用DLP投影儀的有圖案的藍光直接通過窗戶照射進來，在凝固被抑制的區(qū)域的正上方固化所需的3D物體的2D層。當(dāng)每個2D層形成時，構(gòu)建頭將穩(wěn)定增長的對象從樹脂浴中拉上來。通過調(diào)整紫外線和藍光的相對強度可以調(diào)整無凝固區(qū)厚度。

       由于紫外光抑制了投影光窗附近的凝固，系統(tǒng)可以連續(xù)快速地建立3D物體。研究小組表示，這種方法的打印速度已經(jīng)達到了每小時兩米，比依賴于透氧窗口的立體光刻系統(tǒng)快了一個數(shù)量級。而且，調(diào)整無固化區(qū)厚度的能力，使該工藝有可能適用于各種樹脂類型和粘度，使其具有更大的可擴展性，從而能夠在提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上生產(chǎn)更大、更堅固的產(chǎn)品。