导读：传统逐层3D打印工艺容易产生缝隙缺陷，而一种全新3D打印方法有望解决该痛点。2026年7月14日，这项技术利用纳米级“掩模”将激光衍射为目标形状的全息图案，单次曝光就能使打印材料整体固化成型。整套成型流程仅需约20秒，和其他激光3D打印动辄数小时的加工时长形成鲜明对比。
犹他大学研发出一款新型3D打印技术，有望实现微观结构连续化制造，效果类似传送带上持续产出工件。该研究由普莱斯工程学院电气与计算机工程教授Rajesh
Menon与研究者Dajun Lin牵头。团队利用这套工艺制备微管组件，单根微管直径最小可达6微米。成型体积最高可达 800 × 800 ×
720 立方微米（打印速率 0.36×10⁶体素 / 秒），实现超过 120:1 的纵横比。研究人员对制备结构开展力学耐久测试，并验证其可借助毛细作用输送液体。该技术借鉴光刻原理，将成熟的平面制造工艺拓展至三维空间。
研究采用SU-8光刻胶作为成型基材，这也是光刻工艺中常用材料。SU-8由长链聚合物构成，受激光照射后分子链发生交联硬化；未曝光区域的胶材可轻松清洗去除，最终留存预设结构。二维光刻依靠不透光掩模阻挡激光，避免基材非目标区域曝光。这套方案适配平面加工，激光只需作用于基材表面。若将该思路拓展至三维制造，激光需要穿透基材内部，让特定空间区域发生交联反应。最大难点在于成型精度：基材无法做到完全透明，激光穿过时光路会发生偏折，造成图案模糊。
团队提出方案解决成像模糊难题：采用带有纳米图案的透镜构成掩模，补偿基材带来的衍射效应。掩模布置在光源前方，可精准引导激光能量，仅作用于基材内部需要固化成型的区域。为验证设备性能，研究团队制备多款复杂微结构，最大纵横比可达120:1。Menon表示，现阶段成型构件更接近“拓展型二维结构”，尚不属于完整意义上的真三维结构：构件虽然具备长、宽、高三维尺寸，但研究团队仅能精准控制长、宽两个维度轮廓。
“掩模就像饼干模具，在厚面团上压出复杂外形；激光同时从内部‘烘烤固化面团’，成型件具备出色力学强度。”Menon如此比喻。研究团队制作了多种晶格样式的微管阵列。受当前技术条件限制，该工艺更适合制备晶格类微管结构：这类结构在二维平面具备极高精细度，同时可以向第三维度进行大幅延伸。后续实验证实，此类微管能够依靠毛细作用输送液体，并且可承受多组压缩测试。
目前研究团队正持续攻关，力求利用这项新技术实现真正意义上的三维结构打印。
原始论文：《Single-exposure holographic lithography of ultra-high aspect-ratio microstructures》
发表期刊：《Nature Communications》
文献DOI：10.1038/s41467-026-73975-4
0 留言