大家好！我是王大可

相信很多人都看过著名的科幻作品《星际迷航》

在《星际迷航》中，有一种被称为复制器的设备可以在几秒钟之内复制出固体物质。

然而随着人类材料科学的进步，人类或许可将该项技术带入现实。

一种名为体积增材制造（VAM）的3D打印技术，可以使用光扫描技术快速固化一定体积的物体。

近日，Regehly等人在《自然》期刊发表论文《Xolography for linear volumetric 3D printing》（用于线性体积3D打印的X射线照相法）。

该论文介绍了VAM技术的最新发展，目前VAM技术允许以高达25微米的特征分辨率和高达55立方毫米/秒的固化速度打印固体物体。

下图为：打印区域中的光诱导反应通路

过去的传统3D打印机是在三个正交方向上操作打印头进行打印，通过移动打印机的喷嘴的位置喷射材料，以此塑造出物体形状。

而使用VAM可以简化传统3D打印的工艺流程，加快3D打印速度。

Regehly及其同事在论文中报告了：在VAM中引发聚合反应的新化学方法。该方法可以更好地控制引发和聚合反应。该技术可以实现将分辨率提高到以前宏观VAM技术的十倍，而不会减少打印速度。

下图为：3D模型进行3D打印的过程

X射线照相法的过程如下：先将一束具有一定厚度的矩形光穿透过一定体积的粘性树脂，通过选定光的波长以裂解分子主链中的分子环来激活溶解在树脂中的双色光引发剂（DCPI），这个化学反应仅在光片内产生。然后第二光束（红色）将要打印的物体切片的图像投影到光片的平面中，第二束光的波长与第一束光的波长不同，会导致已经活化的DCPI引发树脂的聚合，从而在两个不同波长光的交叉处固化树脂。最后通过线性移动树脂位置将光片移动到新位置，之后重复开始该过程，逐层堆积物体。

太尔3D打印机技术获得新的突破

采用独立多光聚焦点成形技术，速度比原来LCD技术快50％，初步实现立体打印技术

下图为：高分辨率3D打印的方法

Regehly及其同事通过打印一个直径为8毫米的球形笼子来捕获一个小球，证明了该项技术的有效性。如果使用传统的逐层3D打印，将需要使用将球放在到笼子中央进行打印，并且很难将其取出。但是，X射线照相法可提供高分辨率还可直接打印机械系统，例如液体或空气流中在轴上旋转的刀片。

下图为：X线照相术制造的复杂物体

目前，Regehly及其同事打印了一个高度详细的直径3厘米的胸像，具有精确的内部解剖特征。

当下，X线照相术的主要局限是：可打印的体积。因为光束穿透到树脂中的距离，限制了可打印体积的大小。

此外，使用该方法需要移动树脂体积，在打印尺寸较大的对象需要花费更多的时间。

Regehly等人预测，通过使用更好的光学系统（例如功能更强的激光器），可以进一步提高X射线照相法的特征分辨率和体积生成率。

目前对于VAM技术而言，挑战在于将打印体积从立方厘米扩大到立方米和研究在同一打印中使用多种材料的方法。

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如需获得论文原文《Xolography for linear volumetric 3D printing》，请在后台回复“3D打印”获取论文原文。