劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发双波长3D打印树脂实现可修正制造

打印派   2025-12-16 10:20:29

美国联邦资助的研发中心劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)近日开发出一种混合增减材制造系统,其采用独特的双功能树脂,可在不同光波长下实现固化与降解。这项发表于《先进材料技术》期刊的创新技术,旨在实现可修正3D打印、提升分辨率,并允许对打印部件进行回收或升级再造。首批商业化应用正通过LLNL创新合作办公室推进。

双波长树脂实现打印修正与材料回收
传统3D打印逐层构建物体,出现错误往往需要完全重印。LLNL研发的新型树脂在蓝光照射下硬化,在紫外线照射下恢复液态,从而支持打印后修改。实验室科学家本杰明·阿拉梅达解释道:"假设企业需要定制机械零件但处于原型不确定阶段,使用我们的树脂打印后,若发现缺陷或需调整,无需整体重印,仅需照射另一波长光线即可修改现有部件。这种方法既实用又减少浪费。"

研究人员演示了使用该树脂打印的双通道流体器件案例:通过触发降解反应在打印后连接通道,证明存在设计问题的部件也能修正而非报废。"修正过程极为简便,使部件恢复可用性。"

劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发双波长3D打印树脂实现可修正制造

商业化路径与前瞻应用
这项已获专利的树脂技术可通过LLNL创新合作办公室授权使用,企业可在现有光固化3D打印机上部署。该技术能实现更精细的表面处理、错误修正及临时支撑结构去除。树脂化学配方经过优化,在快速硬化与可控降解间取得平衡,避免在环境紫外线下意外分解。

展望未来,LLNL团队计划集成在线计量学与自适应反馈系统,实现打印错误的实时自动修正。论文作者莉莉安娜·董平·特雷尔-佩雷斯表示:"发现打印错误时,我们能自适应调整投影图像进行实时修正,实现真正的自适应制造。除DLP打印外,我们正计划将该方法拓展至立体光刻增减材制造——通过照射旋转树脂瓶一次性成型三维部件。"

光控策略在3D打印中的创新应用
LLNL的技术是光控策略提升增材制造材料控制与打印精度的典型案例。今年早些时候,德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员开发出双光源3D打印法,能在单次打印中生成兼具柔性与刚性区域的结构,模拟骨骼与软骨等天然组织。其定制树脂对紫光与紫外光产生差异化响应,实现软硬组分的无缝融合,已成功制作功能性膝关节模型与可拉伸电子电路。

此外,麻省理工学院研究人员近期研发出一种光敏树脂3D打印技术,可根据照射光线类型形成耐久结构或可溶解支撑——紫外线生成坚固永久结构,可见光则形成能被特定溶剂溶解的弱支撑。该方法省去了切割、打磨等后处理工序,显著提升生产效率并减少材料浪费。


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