重磅突破!工程院院士戴琼海教授团队研发出新型3D打印技术

12333社保查询网www.sz12333.net.cn 2026-02-15来源:人力资源和社会保障局

  3D打印

  2月12日消息,国际顶级期刊《自然》在线发表我国科学家的重大成果,中国工程院院士戴琼海教授带领的清华大学团队,历经5年攻关,研发出“数字非相干合成全息光场(DISH)”新型3D打印技术,仅需0.6秒即可完成毫米尺寸复杂物体的高分辨率三维打印,一举刷新目前已知的3D打印速度新纪录,为生物医学、微纳科技、先进制造等领域注入强劲科技动能。

技术解密:打破瓶颈的“光速打印”黑科技

  长期以来,3D打印技术始终被“速度与精度不可兼得”的难题困扰:传统技术依赖打印材料与探头间的精密机械运动保障精度,毫米级高分辨率物体打印往往需要几十分钟甚至几小时,效率低下;现有高速3D打印方案又受限于容器结构、材料粘度等条件,应用场景大幅受限。

  我国研发的这项新型技术,跳出传统逐点、逐层扫描的固有模式,基于计算光学领域的深耕积累,创新性地利用高维全息光场构建三维实体。团队攻克多视角光场的高速调控、拓展景深的全息图案优化算法等关键难题,通过创新光学系统设计,可在极短时间内精准投影出复杂的三维光强分布,实现对物体的快速成型。

  实验数据显示,该技术不仅将毫米尺寸复杂结构的加工时间压缩至0.6秒,打印速率可达每秒333立方毫米,更实现了精度与兼容性的双重突破——最细可打印12微米尺寸结构,1厘米范围内光学分辨率稳定可控,同时兼容从近水黏度稀溶液到高黏度树脂的全品类打印材料。此外,其对打印容器要求极为简便,仅需具备一个光学平面且保持静止,无需高精度相对运动,甚至可在普通流体管道内实现批量、连续打印,大幅拓展了应用边界。

核心利好:多领域解锁“高效精准”新可能

  这项技术的突破,并非单纯的“速度刷新”,更在于其全方位解决了传统3D打印的痛点,为多个前沿领域提供了全新解决方案,释放多重利好。

  在生物医学领域,高效高精度的打印能力有望改写医疗研发与临床应用格局。未来可利用生物相容性材料,快速打印模拟血管的螺旋管、分叉管等复杂生物结构,甚至在培养皿、生物组织上实现“原位打印”,为组织工程、高通量药物筛选打开新通道,同时也能推动个性化医疗器械的快速制备,降低研发与应用成本。

  在微纳科技领域,该技术的高分辨率优势可助力微型器件的高效制备。相较于传统微纳制造方法,其能快速实现复杂内部结构的成型,简化制造流程,提升定制化水平,可广泛应用于传感器、微流体器件、光子计算器件等微型组件的研发与批量生产,推动微纳科技向更小、更精、更快的方向发展。

  在先进制造领域,该技术将大幅提升生产效率与产品复杂度。无需模具即可快速打印带有尖锐角度、复杂曲面的零件,可融入工业流水线,批量生产手机相机模组等微型组件,同时有望实现多材料堆叠打印,赋能柔性电子、微型机器人等新兴领域,助力制造业向高端化、智能化、柔性化转型。

  此外,该技术的简便操作特性的低场景门槛,也降低了前沿3D打印技术的应用成本,让更多科研机构和企业能够便捷使用,进一步推动技术的普及与落地。

行业影响:彰显中国科技实力,重塑行业发展格局

  此次新型3D打印技术登刊《自然》,不仅是我国在3D打印领域的重大突破,更彰显了我国在计算光学、先进制造等前沿交叉领域的自主研发实力,打破了国际上高端3D打印技术的垄断格局,为我国抢占科技和产业制高点奠定了坚实基础。

  从行业发展来看,该技术彻底打破了速度与精度的核心矛盾,重新定义了高端3D打印的技术标准,将推动全球3D打印行业进入“亚秒级成型”的全新发展阶段。其创新的技术路径,也为全球3D打印技术的研发提供了新的思路,将带动相关产业链的升级迭代,催生更多新型应用场景与产业形态。

  从国家发展层面,3D打印作为培育发展新质生产力、建设现代化产业体系的重要力量,这项技术的突破将进一步赋能未来产业发展,助力我国在生物医学、微纳科技、先进制造等关键领域实现跨越式发展,提升国家核心竞争力。同时,技术的普及应用也将推动“科技+民生”深度融合,在医疗健康、高端制造等领域惠及更多群众,为经济社会高质量发展注入新活力。

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