新的高速微尺度3D打印技术

斯坦福大学的研究人员引入了一种更为高效的微尺度3D打印技术，可以以每天高达100万个粒子的速度打印高度详细且可定制的微尺度颗粒。

这项成果基于一种名为连续液体界面生产（CLIP）的打印技术，该技术首次由DeSimone及其同事于2015年引入。CLIP利用紫外光逐层固化树脂，形成所需的形状。该技术依赖于紫外光投影器上方的氧透过窗口，形成一个“死区”，从而防止液态树脂固化并粘附到窗口上。因此，可以在不撕裂窗口每一层的情况下固化细微特征，实现更快的颗粒打印。

研究人员发明的用于大规模生产小于人类头发宽度的独特形状颗粒的工艺类似于流水线组装。这一过程以张力合适的薄膜开始，并送至CLIP打印机。在打印机上，数百种形状同时印刷到薄膜上，然后流水线移动进行清洗、固化和去除形状，所有这些步骤都可以根据所涉及的形状和材料进行定制。最后，空薄膜被卷回，整个过程被称为卷对卷CLIP（r2rCLIP）。在r2rCLIP之前，一批打印颗粒需要手动处理，这是一个缓慢且费时的过程。r2rCLIP的自动化现在使得颗粒生产速度达到了每天高达100万个。

对于3D打印来说，分辨率与速度存在着权衡。例如，其他3D打印过程可以打印得更小——纳米级别——但速度较慢。当然，宏观3D打印已经在大规模制造中取得了立足点，在鞋类、家居用品、机械零部件、橄榄球头盔、义齿、助听器等产品的生产中已经有了广泛应用。这项工作则针对这两者之间的机遇。

研究人员希望r2rCLIP工艺能够被其他研究人员和行业广泛采用。此外，DeSimone认为，3D打印作为一个领域正迅速超越对于过程的问题，朝向对可能性的雄心。

研究人员已经尝试生产硬质和软质颗粒，其中包括陶瓷颗粒和水凝胶颗粒。前者可能应用于微电子制造，而后者可能用于体内药物输送。

总之，这项技术带来了巨大的可能性，而研究人员只是开始探索各种应用领域。