Nature：突破性3D打印光固化空间控制技术，多波长实现多材料混合制造

Nature Communications期刊上又发布了一篇意义重大的3D打印技术《Multimaterial actinic spatial control 3D and 4D printing》：多波长光源，同时3D打印多种光敏树脂材料。

如今，光固化3D打印技术已经被广泛采用在齿科、首饰、手办、汽车、消费电子、衣服、鞋子等领域。然而如上图一样的常规光固化3D打印机，一次仍然只能打印一种材料。如果凭借光固化3D打印技术的高精度，加上多材料的话，就能实现多性能的打印效果，将大大拓宽应用范围。

△FDM技术类型的3D打印机可以通过增加喷头数量/增加进料通道等办法来实现多色或者多种材料同时打印。

△金属3D打印机通过材料混构3D打印（MMSLM）技术，也可以实现不同粉末的混构打印，适用于加工对不同部位有不同要求的金属器件（能够提高器件性能，并增加使用寿命）。

图片来源：德迪智能

技术原理

①该方法利用多材料光固化空间控制（MASC）技术，在增材制造过程中根据不同的材料化学成分选择不同的光源波长。多组分光敏素包括具有相应的自由基和阳离子引发剂的丙烯酸酯和环氧化物基单体。

△光敏树脂材料配方

原理听起来有点复杂，在实际操作中，研究人员同时将来自两台投影仪的光线导向一大桶液体原材料，在平台上逐层构建。构建一个层之后，构建平台向上移动，然后构建下一层。

△实验场景：（A）自定义多材料DLP 3D打印机设置的标记图。 一个笔记本电脑同时控制可见光、紫外线投影仪、以及3D打印机。

（B）标记设置关联图相。

（C）物理多材料设置，未标记。

图片：笔记本电脑上显示的内容同时被发送到“右”投影仪（UV投影仪，前置）和“左”投影仪（Optoma HD27，背面的白色投影仪）。

△照片：3D打印的海星，随着时间变化，自动变形。也就变成4D打印了

也就是说用两个光源 一桶树脂，实现两种材料的光固化3D打印。

光源控制

先说光源的控制，研究人员创建了二元图像组合，一系列图像通过可见光DLP投影仪处理，而另一组图像并行发送到紫外线投影仪系统。

材料组合

现在，Boydston希望解决这些缺陷并回答未解决的问题，例如可以使用其他单体组合以及是否可以使用不同波长的光来固化这些新材料。 Boydston还希望组建一个跨学科团队，以增加波长控制的多材料3D打印的影响。