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精度高,但耗时长,无法满足大规模工业生产的需求,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,在光场高速调控和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技术为多个产业提供了新的解决方案。在工程制造领域,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和复杂曲面的零部件,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提供新动力。 这一成果说明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,为高端制造和智能制造奠定基础。
三维打印的竞争本质上是对制造效率、结构能力和质量控制的综合考量。我国科研团队在速度纪录和成形路径上的突破,既解决了行业长期存在的痛点,也为先进制造的"快与准"提供了新思路。将原理创新转化为可推广的工程能力,是下一阶段的关键。在加快科技成果转化、完善产业生态的推动下,更多"从0到1"的突破有望转化为"从1到100"的高质量发展动能。