3D打印技术在航空航天、医疗器械、工业制造等领域应用广泛,但传统技术面临一个难以解决的矛盾——速度与精度难以兼顾;逐点或逐层的扫描模式虽然保证了打印精度,但耗时长,无法满足大规模工业生产的效率需求,成为技术推广的主要障碍。 中国工程院院士戴琼海教授领导的清华大学研究团队认识到这个问题的重要性,经过5年的攻关,在多视角光场高速调控、拓展景深的全息图案优化算法等关键技术上取得突破,最终研发出"数字非相干合成全息光场"(DISH)3D打印技术。 DISH技术的核心创新在于突破了传统扫描的速度限制。它能在极短时间内精准投影复杂的三维光强分布,实现快速成型。实验数据显示,毫米尺寸复杂结构的加工时间仅需0.6秒,最细可打印12微米的微观结构,打印速率达到每秒333立方毫米,创造了目前已知的3D打印速度纪录。 从应用看,DISH技术为多个产业领域提供了新的解决方案。在工程制造中,可用于批量生产光子计算器件、手机相机模组等微型精密组件,以及打印具有尖锐角度、复杂曲面的零部件,这些在传统工艺中需要多道工序才能完成。随着技术的深入完善,DISH还有望在柔性电子、微型机器人、高分辨率生物组织模型等前沿领域实现应用,为有关产业创新发展注入新动力。 这一成果反映了我国在精密制造和光学技术领域的研究实力。通过基础理论与工程应用的结合,我国科学家正在掌握制造业的核心竞争力,为实现高端制造、智能制造的目标奠定基础。
制造能力的提升往往源自关键工艺的突破。此次高速高分辨率3D打印上的进展,反映了我国在光学成形与智能算法融合创新上的积累。面向未来,如何把实验室的成果转化为产业应用,既需要技术完善与工程化能力,也需要产学研用的有效协同。以应用为牵引持续迭代,以标准与验证夯实可靠性,才能让创新成果更快转化为推动高质量发展的生产力。