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    新型全息3D打印技术效率提升七十倍

    来源:科技日报    作者:张佳欣    2026-05-25    

      瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)研究团队开发出一种新型全息体积3D打印技术,使打印效率较此前技术提升70倍,能在数秒内完成毫米级结构打印,打印人体器官模型仅需几分钟。相关论文发表于最新一期《光:科学与应用》杂志。

      这项技术基于一种名为“断层体积增材制造”(TVAM)的3D打印方法。与传统逐层堆叠不同,它通过激光照射旋转的光敏树脂容器,让整个三维结构一次性在体积内部“长出来”。

      去年,EPFL团队在TVAM基础上开发了一种改进版的全息体积增材制造方法。这种3D打印技术通过激光照射,使装有光敏树脂的旋转小瓶固化成目标形状。在当时的研究中,研究人员利用全息图编码三维结构,通过调制光波的排列方式(相位),从而保留了更多激光能量。

      此次,EPFL团队又首次在体积3D打印系统中,引入一种可直接控制光束相位的新装置,使系统效率大幅提高。实验显示,该系统可在数秒内打印完整毫米级物体,在数分钟内打印厘米级结构。更关键的是,这种相位控制让全息打印能产生具有“自愈”能力的光束,即使在含有活细胞、容易散射光线的生物材料中,也能维持较高打印精度。

      研究团队利用一枚150毫瓦激光二极管,成功打印出一个与真人耳朵尺寸相当的人耳模型;在体积为64立方毫米的小型打印结构实验中,嵌入其中的活细胞在6天后依然保持活性,甚至形成了有组织的细胞网络。为进一步改善打印表面质量,团队还开发了一种新的散斑抑制方法,以减少随机光干涉造成的颗粒感。

      这种方法让体积打印更加接近真实尺度植入物制造,也推动了低功率激光条件下的生物兼容制造。下一步,他们将继续提升投影精度,并探索高细胞密度生物树脂中的打印极限。他们还计划开发无需旋转树脂容器的新型全息打印方式,仅通过投射全息图即可直接制造三维结构。


    责编:代建安    
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