厦大团队研发出激光直写打印新技术,可使热固材料固化效率提升五万倍

发布时间:2026-01-16 17:45:17admin

12月1日消息,据报道,厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院吴德志教授团队在3D打印技术领域取得重要突破,他们创新提出“激光原位诱导直写打印”技术,将热固性材料三维柔性器件的固化时间从传统工艺的数十小时大幅压缩至0.25秒,成功了该领域长期存在的成型速度慢、工艺复杂、性能难以精准调控等核心问题。

热固性材料(例如聚二甲基硅氧烷)凭借出色的柔韧性、化学稳定性与生物相容性,在柔性电子、生物医学等领域得到了广泛应用。不过,传统模板法以及当前的3D打印技术在制作这类器件的过程中,往往会遇到固化周期久、需要额外支撑结构、后处理流程复杂以及性能难以在线调节等难题。就算运用外场辅助打印技术,依旧存在固化效率不高和材料兼容性受限制等挑战。

研究团队创新性地将激光与3D打印射流相耦合,借助激光原位照射微尺度射流形成的局部光热效应,在极短时间内把材料温度升高到150~300℃,以此促使热固性墨水瞬间实现交联固化,大幅提高了制造效率。

该技术在结构塑造方面表现优异,无需支撑材料就能高精度打印大倾角、水平悬垂及空间曲线等复杂三维结构,其结构分辨率可达50微米,三维结构长径比更是高达50,能够稳定完成大跨度、细长形态器件的打印制造。不仅如此,借助对工艺参数的实时调控,该技术还可让材料的机械性能与电学性能在10至20倍的范围内实现连续可编程调节。

目前,团队已借助该技术成功研制出刚度梯度可拉伸电子器件、高灵敏度柔性压力传感器以及高性能三维磁驱动软体机器人等产品,这些产品能够广泛应用于智能穿戴、人体运动监测与精密驱动等领域。

值得注意的是,这项技术在多种热固性材料(如各类硅橡胶、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚氨酯以及聚酰亚胺等)上都体现出优异的兼容性和拓展性,彰显出强劲的产业化潜能,很可能助力柔性电子与智能软体机器人等领域的3D打印技术实现规模化应用。