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清华大学戴琼海团队研发DISH技术:3D打印速度精度双飞跃,应用前景广阔

   时间:2026-02-12 20:10:00 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

清华大学戴琼海院士团队在三维打印领域取得重大突破,其研发的计算全息光场(DISH)技术成功攻克传统打印技术的效率与精度瓶颈。相关研究成果已发表于国际顶级学术期刊《自然》,标志着我国在高端制造领域的技术创新迈入新阶段。

传统体积三维打印技术长期面临两难困境:逐点逐层打印虽能保证精度,但加工毫米级物体需数十分钟;现有体积打印技术虽将速度提升至30秒,却因景深限制和材料粘度要求导致精度大幅下降。戴琼海团队通过逆向应用计算光学原理,创造性地构建了高维光场调控系统,实现了三维实体的全息投影成型。

该技术的核心突破在于曝光速度的革命性提升。实验数据显示,其毫米级复杂结构打印时间仅需0.6秒,较传统技术提速50倍。研究团队通过优化光场调制算法,将打印景深从50微米扩展至1厘米,在1厘米景深范围内保持11微米的光学分辨率,最小可打印特征尺寸达12微米,真正实现了速度与精度的同步跃升。

材料兼容性是另一重要创新点。DISH技术突破了传统技术对低粘度材料的依赖,可处理从近水溶液到高粘度树脂的广泛材料体系。研究团队开发的动态光路矫正系统,有效解决了高粘度材料在光场传输中的畸变问题,为生物医学和工业制造提供了更多材料选择。

在应用场景拓展方面,该技术展现出独特优势。其打印容器无需特殊结构设计,可直接集成于流体管道系统,实现微型组件的连续批量生产。这种非接触式打印方式特别适用于生物组织工程,可在活体环境中进行原位打印,为复杂器官构建提供了新的技术路径。

技术原理层面,研究团队构建了基于计算全息的光场调控模型,通过编码解码算法实现光场的精确时空控制。该系统包含超过10万个可控光调制单元,可实时计算并补偿光学像差,确保打印过程中的光场稳定性。实验验证表明,该技术对复杂曲面的成型精度达到98.7%,较传统技术提升近40%。

这项多学科交叉创新成果已引发国际学术界广泛关注。专家指出,DISH技术不仅重新定义了三维打印的技术边界,其基于光场调控的制造理念更可能催生新一代智能加工装备。随着材料体系和光场控制算法的持续优化,该技术在微纳电子、生物医疗、精密仪器等领域的应用前景值得期待。

 
 
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