藍光固化、紫外分解，可逆光固化3D打印黑科技

2025年12月10日，南極熊獲悉，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）近日公布了一項創(chuàng)新性的研究成果，他們開發(fā)出一種融合增材和減材制造技術(shù)的混合打印系統(tǒng)，采用創(chuàng)新的雙波長樹脂。這項技術(shù)利用藍光和紫外光的不同波長特性，使得樹脂在藍光照射下硬化，在紫外光照射下分解，從而為制造過程帶來了前所未有的靈活性。

LLNL雙波長樹脂讓3D打印實現(xiàn)“可擦寫”

本次研究的關(guān)鍵創(chuàng)新在于樹脂的雙波長反應特性。科學家通過調(diào)整樹脂的化學成分，使它能夠在藍光下形成交聯(lián)的分子結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)標準的3D打印硬化；而在紫外光的作用下，樹脂中的分子會發(fā)生降解反應，迅速恢復液態(tài)。這種特性使得打印后的零件能夠被精確修改和修正，避免了傳統(tǒng)3D打印中需要完全重做的高成本與高浪費。

△相關(guān)研究已發(fā)表在《Advanced Materials Technologies》期刊，研究題目為“雙波長光敏聚合物熱固性材料的增材與減材混合制造”

平衡穩(wěn)定性和降解性是一項挑戰(zhàn)。團隊設計的樹脂能夠快速硬化和降解，但降解速度又不能太快，以免自行降解。他們注意到，標準涂層可以防止部件在陽光中的紫外線照射下分解。

LLNL的科學家兼作家Benjamin Alameda說道：“想象一下，如果一家公司需要一個零件來適配某臺機器，但這只是個原型，他們還不太確定自己想要什么。理論上，他們可以用我們的樹脂進行打印。如果打印出來的零件有缺陷或者需要修改，他們不必重新打印一個全新的零件。他們只需要用另一種波長的光照射，就能對現(xiàn)有零件進行修改。這既實用又節(jié)約資源。”

△圖示直觀地展示了這種新技術(shù)的修正過程：左圖(a)呈現(xiàn)了一個低分辨率打印形狀經(jīng)修正后的對比（上為原始狀態(tài)，下為修正后）；右圖(b)則具體演示了使用混合制造技術(shù)校正流體結(jié)構(gòu)中的間隙

該技術(shù)不僅能夠提高打印分辨率，還能進行零件的升級、修正與回收。例如，在一次實驗中，研究團隊成功利用這一樹脂技術(shù)對一個帶有獨立通道的流體裝置進行修改，通過紫外光照射后，修復了通道連接問題，避免了重新打印的需要。

LLNL的科學家Johanna Schwartz說。“我們是故意這樣設計的。但如果這真的是通道連接失敗導致的，那就得重做整個打印件。現(xiàn)在事后只需進行非常簡單的修正。現(xiàn)在又能用了。”

自適應制造的未來發(fā)展方向

展望未來，科學家們正在通過集成機上計量和反饋控制來進一步擴展這種混合制造的能力，從而自動自主地實時糾正打印錯誤。

LLNL的科學家Liliana Dongping Terrel-Perez說道：“一旦發(fā)現(xiàn)打印錯誤，我們就可以自適應地修改投影圖像，實時糾正這些錯誤，從而實現(xiàn)真正的自適應制造。除了DLP打印，我們還計劃將這種方法應用于體積增材制造和減材制造，后者通過向旋轉(zhuǎn)的樹脂小瓶照射光，一次性制造出3D零件。”

這項已獲專利的樹脂技術(shù)可通過勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的創(chuàng)新與合作辦公室 (IPO) 進行商業(yè)化推廣。它使所有基于光的打印系統(tǒng)能夠以更高的分辨率創(chuàng)建更復雜、更精細的零件，實現(xiàn)表面平滑、誤差修正，以及添加和移除臨時支撐結(jié)構(gòu)。這項技術(shù)利用LLNL獨特的設施、能力和專業(yè)知識開發(fā)而成，可供先進制造企業(yè)授權(quán)使用，并應用于現(xiàn)有的3D打印機，通過實現(xiàn)可編輯、可回收的3D打印，從而節(jié)省時間和材料成本。