2025年12月10日，南極熊獲悉，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）近日公布了一項(xiàng)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(xiàng)技術(shù)利用藍(lán)光和紫外光的不同波長特性，使得樹脂在藍(lán)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(shí)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(yīng)特性?？茖W(xué)家通過調(diào)整樹脂的化學(xué)成分，使它能夠在藍(lán)光下形成交聯(lián)的分子結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)，迅速恢復(fù)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(fèi)。

△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(xiàng)挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(jī)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(jìn)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(jìn)行修改。這既實(shí)用又節(jié)約資源?！?/p>

△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(jìn)行零件的升級、修正與回收。例如，在一次實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)成功利用這一樹脂技術(shù)對一個帶有獨(dú)立通道的流體裝置進(jìn)行修改，通過紫外光照射后，修復(fù)了通道連接問題，避免了重新打印的需要。

LLNL的科學(xué)家Johanna Schwartz說。“我們是故意這樣設(shè)計(jì)的。但如果這真的是通道連接失敗導(dǎo)致的，那就得重做整個打印件。現(xiàn)在事后只需進(jìn)行非常簡單的修正?，F(xiàn)在又能用了?！?br/>

自適應(yīng)制造的未來發(fā)展方向

展望未來，科學(xué)家們正在通過集成機(jī)上計(jì)量和反饋控制來進(jìn)一步擴(kuò)展這種混合制造的能力，從而自動自主地實(shí)時糾正打印錯誤。

LLNL的科學(xué)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(yīng)地修改投影圖像，實(shí)時糾正這些錯誤，從而實(shí)現(xiàn)真正的自適應(yīng)制造。除了DLP打印，我們還計(jì)劃將這種方法應(yīng)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(xiàng)已獲專利的樹脂技術(shù)可通過勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新與合作辦公室 (IPO) 進(jìn)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(fù)雜、更精細(xì)的零件，實(shí)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(xiàng)技術(shù)利用LLNL獨(dú)特的設(shè)施、能力和專業(yè)知識開發(fā)而成，可供先進(jìn)制造企業(yè)授權(quán)使用，并應(yīng)用于現(xiàn)有的3D打印機(jī)，通過實(shí)現(xiàn)可編輯、可回收的3D打印，從而節(jié)省時間和材料成本。