在3D打印技術(shù)領(lǐng)域，清華大學(xué)戴瓊海院士團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)重大突破。他們經(jīng)過5年潛心研究，成功研發(fā)出計(jì)算全息光場(chǎng)（DISH）三維打印技術(shù)，這一成果不僅解決了傳統(tǒng)3D打印技術(shù)中速度與精度難以兼顧的難題，更在體積3D打印領(lǐng)域創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。

傳統(tǒng)3D打印技術(shù)，無論是逐點(diǎn)還是逐層打印，雖然能夠保證較高的精度，但耗時(shí)較長，尤其是對(duì)于毫米級(jí)物體的加工，往往需要數(shù)十分鐘的時(shí)間。而現(xiàn)有的體積打印技術(shù)，如計(jì)算軸向光刻，雖然實(shí)現(xiàn)了一體成型，卻因樣本旋轉(zhuǎn)和景深不足等問題，導(dǎo)致離焦區(qū)域的精度大幅下降，且材料選擇受限，僅能使用高黏度材料。

DISH三維打印技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了這一局面。該技術(shù)將計(jì)算光學(xué)從光場(chǎng)信息捕捉反向應(yīng)用于實(shí)體構(gòu)建，通過計(jì)算成像的逆過程設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從信息獲取到實(shí)體制造的重大跨越。團(tuán)隊(duì)在研發(fā)過程中，攻克了多視角光場(chǎng)高速調(diào)控、拓展景深的全息圖案優(yōu)化、數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)高精度光路矯正等一系列關(guān)鍵難題，以操縱高維光場(chǎng)構(gòu)建三維實(shí)體為核心，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)上的重大突破。

據(jù)介紹，DISH技術(shù)的曝光速度相比傳統(tǒng)體積打印技術(shù)提升了數(shù)十倍，僅需0.6秒即可完成毫米級(jí)結(jié)構(gòu)的打印。這一超短曝光時(shí)間不僅大幅削弱了材料流動(dòng)對(duì)打印精度的影響，還使得該技術(shù)能夠兼容從近水黏度稀溶液到高黏度樹脂的全品類打印材料。同時(shí)，通過自適應(yīng)光學(xué)校準(zhǔn)與全息算法的融合，該技術(shù)將同參數(shù)景深從50微米拓展至1厘米，且在1厘米范圍內(nèi)光學(xué)分辨率穩(wěn)定保持在11微米，打印產(chǎn)物的最細(xì)獨(dú)立特征達(dá)到了12微米。

DISH三維打印技術(shù)還具有打印容器無需特殊設(shè)計(jì)、無需高精度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，這使得它能夠在流體管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)批量連續(xù)打印，從而大幅拓展了其應(yīng)用場(chǎng)景。這一技術(shù)的出現(xiàn)，為生物醫(yī)學(xué)、微納制造等前沿領(lǐng)域提供了全新的技術(shù)方案。

該技術(shù)的未來應(yīng)用前景廣闊，可應(yīng)用于組織工程、高通量藥物篩選的生物原位打印，以及光子計(jì)算器件、微型模組的工業(yè)批量制造。同時(shí)，它還有望實(shí)現(xiàn)多材料堆疊打印，為柔性電子、微型機(jī)器人等領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。