打破3D打印“逐層打印”的傳統(tǒng)觀念，全新的體積3D打印將成為未來重要的發(fā)展方向。

與現(xiàn)有基于光固化的SLA、LCD和DLP 3D打印工藝不同，體積3D打印（VAM）是一種全新的光固化3D打印技術(shù)，其特點(diǎn)是無需逐層堆積材料。該技術(shù)基于從不同角度將重復(fù)的光圖像投射到透明樹脂的3D體積中，通過反復(fù)曝光使3D物體在樹脂槽中迅速凝固。

來自德國勃蘭登堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的Martin Regehly和洪堡大學(xué)的Stefan Hecht設(shè)計(jì)了一種雙光子光聚合技術(shù)xolography，其固化速率最高可達(dá)55mm3/s，分辨率可達(dá)25μm。他們使用具有光轉(zhuǎn)換功能的光引發(fā)劑，通過相交不同波長的光束線性激發(fā)光敏樹脂，從而在特定的體積內(nèi)引發(fā)局部聚合，僅需幾分鐘甚至幾秒鐘即可完成打印。

xolography的工作原理是在一桶光敏聚合物樹脂上使用兩種不同波長的光能，第一個波長“激活”一個區(qū)域，然后第二個交叉的波長可以使激活的樹脂聚合或抑制聚合。其中關(guān)鍵是xolo開發(fā)的新型引發(fā)劑，單一波長的光照射不會引發(fā)固化，需要兩種不同波長的光同時交叉并遇到引發(fā)劑才會發(fā)生固化。

然而，這項(xiàng)技術(shù)目前仍存在一些局限性。首先，樹脂必須是光學(xué)透明的，以便紫外線能夠穿透到桶的中心。其次，目前的方法僅限于打印厘米范圍內(nèi)的物體，打印尺寸相對較小?，F(xiàn)在，我們迎來了這項(xiàng)技術(shù)的迭代版，可以生產(chǎn)更大的物體。

由洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的Christophe Moser教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)于《光：先進(jìn)制造》雜志上發(fā)表了一篇新論文，介紹了他們開發(fā)的VHAM（體積螺旋增材制造）技術(shù)，可以在不放大投影圖案的情況下制作更大的物體。

該團(tuán)隊(duì)使用了德州儀器公司的DLP7000芯片，該芯片表面有Nx × Ny = 768 × 1024個微鏡，排列成一個矩形陣列，能夠顯示8位圖像。他們將旋轉(zhuǎn)平臺和線性平移平臺結(jié)合起來，將裝有光刻膠的玻璃瓶設(shè)置為螺旋運(yùn)動。與傳統(tǒng)的斷層掃描VAM不同，所有樹脂不會立即被照亮，而是經(jīng)過幾次上下循環(huán)后，樹脂內(nèi)不同高度和多個角度積累的光劑量才會使其固化。

該團(tuán)隊(duì)表示，橫向可打印尺寸可以在不影響分辨率的情況下翻倍，而且不會影響光軸與光樹脂容器旋轉(zhuǎn)軸的偏心。他們的方法將小瓶內(nèi)的打印積木數(shù)量增加了12倍，使用VHAM技術(shù)“只需幾分鐘”就能打印出尺寸最大為30 x 30 x 50毫米的物體。

盡管VHAM技術(shù)目前還處于研發(fā)初期，但相信隨著體積3D打印能力的不斷提高，它最終將取代當(dāng)前的樹脂工藝。

關(guān)于VHAM的詳細(xì)介紹可以查看論文https://www.light-am.com/article/doi/10.37188/lam.2023.012。