美国怀俄明大学机械工程系助理教授 Daniel Rau 日前获得国家科学基金会（NSF）19.89万美元新锐教师启动经费，用于攻克软材料增材制造中的核心瓶颈——光固化打印弹性体时易出现“扭曲、塌陷”等缺陷，难以获得稳定、可重复的功能结构。

Rau 于2024年秋季入职怀俄明大学并成立“增材制造实验室（RAM Lab）”。其研究项目《通过深入理解工艺动力学提升光固化软弹性体3D打印质量》将聚焦光敏树脂在紫外光照射下由液态快速转变为固态的瞬态过程。“这类材料非常柔软，固化瞬间的粘附与内应力变化机制尚不清楚，”Rau 表示，“我们希望通过精确测量，找到导致变形的根本原因。”

为此，实验室将首次把两种前沿表征手段——光流变学（photorheology）与X射线光子相关光谱（XPCS）——引入软材料打印领域。Rau 团队将与纽约布鲁克海文国家实验室合作，利用其2.5公里同步辐射光源，对固化区域的微观结构演化进行亚毫秒级解析，获取“局部”动力学数据。

基于实验洞察，团队计划编制一份“工艺配方手册”，为不同硬度、不同几何结构的软材料提供定制化打印策略，从而在生物医学、可穿戴设备及消费品领域释放光固化3D打印的潜能。Rau 举例称：“人体组织偏软，未来可打印贴合度更高的植入体；运动跑鞋、橄榄球头盔也可通过复杂晶格结构实现更优的缓震与防护。”

怀俄明大学表示，该项目将同步培养跨学科研究生，为美国西部高端制造与医疗科技产业储备人才。