10倍超快速、无支撑打印已来,3d打印按下加速键_3d打印展formnext

2025年7月29日，北京航空航天大学和香港理工大学的研究人员联合推出了一种革命性的3D打印技术——稀疏视图辐照加工体积增材制造(SVIP-VAM)，这项技术能够显著减少制造复杂物体所需的时间和光投影次数。相关研究以题为“Sparse-view irradiation processing volumetric additive manufacturing”的论文发表在《国际极限制造杂志》上，西安电子科技大学和常熟理工学院也参与了这项研究。

（稀疏视图辐照加工体积增材制造（SVIP-VAM））

技术突破：从传统瓶颈到高效制造

体积增材制造(VAM)是一种先进的3D打印技术，通过一次性固化整个结构，实现了更快且无需支撑的打印。然而，传统的VAM技术存在明显的瓶颈：它需要数百甚至数千次光投影，并且准备这些投影需要大量的计算时间。这些步骤不仅减慢了打印速度，还限制了技术的应用范围。

为了打破这一瓶颈，研究人员从医学成像技术中汲取灵感。稀疏视图计算机断层扫描(CT)等技术能够在不牺牲质量的情况下减少投影数量。研究团队将这一原理应用于3D打印，开发出了SVIP-VAM技术。通过采用一种名为奇偶(OE)辐照的全新投影策略，研究人员将结构重建所需的投影数量从一千多个减少到仅需15个，甚至对于简单模型，仅需4到8个投影即可完成打印。

（稀疏视图投影重建）

OE辐照策略：高效且精准

传统的VAM技术采用等间距投影，通常会收集大量重叠信息，导致效率低下。相比之下，SVIP-VAM的奇偶(OE)辐照策略通过调整投影角度，减少重复信息的收集，使每个投影更有意义。模拟结果表明，OE方法不仅提高了打印精度，还显著提高了流程效率，尤其是在使用较少投影的情况下。

在实验中，研究人员打印了各种形状的物体，包括立方体、圆柱体、球体和更精细的模型，如名为“思想者”的人形模型。立方体仅用四个投影打印，圆柱体和球体需要八个投影，而更精细的模型则用12或15个投影完成。使用标准图像比较工具对结果进行评估，结果显示，使用15个投影的打印件在结构相似度和图像质量方面的得分均超过0.9，与使用360度投影打印的模型非常相似。

效率提升：速度与精度的双重突破

SVIP-VAM技术不仅减少了投影数量，还大幅缩短了计算时间。传统方法生成1,440个投影所需的光图案耗时超过一小时，而SVIP-VAM仅使用15个投影完成相同过程仅需约七分钟，速度提升了近十倍。每个投影的效率也提高了60多倍，对于更简单的打印件，效率提升甚至更高，最高可达125倍。

研究人员构建了一个定制装置来进行实验，包括一个405纳米LED光源、一个数字微镜装置、一组透镜和一个悬浮在折射率匹配液体中的树脂槽。一台摄像头实时监控打印过程，确保打印的精确性和稳定性。打印完成后，将打印件放入异丙醇中，用超声波清洗，然后在紫光下固化。最终打印件展现出良好的结构完整性和精细的细节，其中花瓶盖模型的壁厚薄至130微米，展现了极高的打印精度。

应用前景：从医疗到航空航天

SVIP-VAM技术的突破不仅在于其显著的速度提升和精度保持，还在于其广泛的应用前景。这项技术有望在医疗设备、组织工程和航空航天等对速度和精度要求极高的领域得到广泛应用。通过减少光投影次数和计算时间，SVIP-VAM能够大幅提高生产效率，降低成本，为这些领域的快速发展提供有力支持。

未来展望：3D打印的加速时代

SVIP-VAM技术的推出标志着3D打印技术进入了一个新的加速时代。通过减少投影数量和计算时间，这项技术不仅提高了打印效率，还保持了打印质量，为复杂物体的快速制造提供了新的解决方案。未来，随着技术的进一步发展和应用的不断拓展，3D打印有望在更多领域实现突破，推动制造业的智能化和高效化发展。

文章来源：3d打印展formnext

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