在學術合作者的幫助下，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究人員正在使用投射到光敏樹脂中的全息圖3D圖像在很短的時間內(nèi)3D打印復雜的部分。據(jù)悉，立體3D打印過程一次打印對象，而不是逐層打印。
眾所周知，3D打印有幾種截然不同的技術，如FDM、SLM、SLA等。所有這些3D打印技術都以不同的方式處理各自的材料，但它們都有一個關鍵特征：它們逐層制作對象。
但值得一提的是，LLNL已經(jīng)開發(fā)出全息樹脂3D打印技術，完全避開了層層疊加的方法來制造一個對象。
它被稱為立體3D打印，它使用一種全息3D圖投影儀來一次性處理光敏樹脂，而不是一次一層。該技術是與加州大學伯克利分校、羅切斯特大學和麻省理工學院的研究人員合作開發(fā)的。
根據(jù)大量研究人員的看法，使用常規(guī)投影儀（2D）或激光（1D）生成3D光投影的過程對于3D打印零件的速度有很大影響。
LLNL工程師ChrisSpadaccini解釋說：“這將制造轉移到一個完全的3D操作，這是以前從未做過的。對吞吐量的潛在影響可能是巨大的，如果你能做得好，仍然會有很多復雜性。”
該過程通過引導三個重疊的激光束一起工作，可以從三個不同的方向定義物體的幾何形狀。這導致在樹脂桶內(nèi)投射完整的3D圖像。
當然，光線也會觸及不被打印的樹脂部分，但是由于光線在光束相交處的強度要大得多，所以光束在10秒左右足以完全和精確地固化3D部分。未使用的樹脂可以被排出，留下完成的對象。
LLNL研究人員MaximShusteff說：“事實上，您可以一步完成3D零件的全部工作，克服了增材制造中的一個重要問題。”
Shusteff和其他研究人員認為，由于立體3D打印比其他聚合物3D打印技術快得多，因此可以開辟3D打印行業(yè)的一個全新的子類別。
為了在一定程度上證明他們的觀點，3D打印方法已經(jīng)被用于3D打印任意角度的支柱格子和彎曲的物體。正是這些彎曲的物體讓LLNL團隊特別興奮：由于該過程的性質，曲面可以產(chǎn)生幾乎沒有層狀偽影。
一次完成的過程還允許部件進行3D打印，否則可能需要大的支撐結構。
但是，立體3D打印過程有一些限制。由于激光束在3D打印過程中保持不變，因此部件分辨率有限，而且非常復雜的形狀難以制造。此外，科學家們需要更好地了解可固化樹脂的化學性質，例如，了解每種情況下激光應該投射多長時間。
但與新的3D打印工藝所帶來的巨大機遇相比，這些限制是一個小小的麻煩。研究人員認為，立體3D打印可以用來制造精細的水凝膠結構，甚至可以用于零重力條件下的空間打印。而且，它的速度非常非常快，只有使用更高功率的激光才能獲得更快的速度。
Shusteff說：“我希望這將會激勵其他研究人員尋找其他方法來處理其他材料。這將是一個巨大的轉變。”
據(jù)悉，此項研究結果已于最近發(fā)表在“科學進展”（ScienceAdvances）上。它的作者是Shusteff、AllisonE.M.Broww、BrettE.Kelly、JohannesHenriksson、ToddH.Weisgraber、RobertM.Panas、NicholasX.Fang和Spadaccini。
