科技| 3D打印单一树脂变两料 新技术支撑结构自动消失

[星岛综合报道] 3D打印技术发展一日千里，但过往受限于“一物一料”，难以灵活应用。近日美国科研团队开发出一套全新打印系统，仅用一种树脂，却能打印出两种不同性质的固体材料，为未来应用打开新局面。

现时最常见的3D打印技术是熔融沉积建模（FDM），透过喷嘴层层堆叠热塑性材料。但若追求更高精度与细致结构，则改用槽式光聚合（VP）技术，以光束照射槽中感光树脂，使其逐层硬化成型。

然而，VP技术在打印复杂结构（如悬垂或拱形）时，需额外加上支撑，完成后又要手动拆除，既费时又易损坏成品。

由加州大学圣塔芭芭拉分校与美国劳伦斯利物莫国家实验室（LLNL）组成的团队，针对这一痛点开发出突破性解决方案。新系统使用以环氧与丙烯酸酯单体为主的树脂，配合可同时发射紫外光与可见光的打印机。透过精密微镜控制，两束光可独立照射不同区域，令树脂在特定位置硬化成不同材料。

其中，紫外光固化部分形成物件永久结构；可见光固化部分则成为打印时的支撑。更巧妙的是，打印完成后，只需将成品浸入氢氧化钠（俗称烧碱）溶液约15分钟，支撑结构即可自动溶解，免除繁琐拆除工序，亦降低损坏风险。

研究团队已成功打印出如棋盘图案、十字架、链条、笼中球、双球螺旋等复杂结构。展望未来，该技术可应用于组织工程支架、活动关节、铰链等实用元件领域。

“槽式光聚合具备快速及高解像度优势，但拆除支撑一直是最令人头痛的环节。我们很高兴，这次可透过简单化学手段彻底解决问题，”LLNL研究负责人之一Maxim Shusteff说。有关研究已刊登于最新一期 ACS Central Science 期刊。

图片：ACS Central Science 2025

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