12月1日消息,據報導,廈門大學薩本棟微米納米科學技術研究院吳德志教授團隊在3D列印技術領域實現重要突破——創新提出“鐳射原位誘導直寫列印”技術,將熱固性材料三維柔性器件的固化時間從傳統工藝所需的數十小時大幅縮短至0.25秒,有效解決了該領域長期存在的成型速度慢、工藝複雜、性能難以精確調控等核心難題。
熱固性材料(如聚二甲基矽氧烷)因具備優異的柔韌性、化學穩定性和生物相容性,被廣泛應用於柔性電子與生物醫學等領域。然而,傳統的範本法及現有3D列印技術在製造這類器件時,通常面臨固化週期長、需額外支撐結構、後處理步驟繁瑣以及性能難以線上調控等問題。即便採用外場輔助列印技術,仍存在固化效率低和材料相容性受限等挑戰。

研究團隊創新性地將鐳射與3D列印射流相耦合,利用鐳射原位照射微尺度射流產生的局部光熱效應,在極短時間內將材料溫度提升至150~300℃,從而誘導熱固性墨水瞬間完成交聯固化,極大提升了製造效率。
該技術還具備出色的結構塑造能力,無需支撐材料即可實現大傾角、水準懸垂及空間曲線等複雜三維結構的高精度列印,結構解析度可達50微米,三維結構的長徑比高達50,能夠穩定實現大跨度、細長形態器件的列印製造。此外,通過即時調控工藝參數,該技術還可實現材料機械性能與電學性能在10至20倍範圍內的連續可編程調節。
目前,團隊已利用該技術成功製備出剛度梯度可拉伸電子器件、高靈敏度柔性壓力感測器以及高性能三維磁驅動軟體機器人等產品,可廣泛應用於智能穿戴、人體運動監測和精密驅動等場景。
值得一提的是,該技術對多種熱固性材料(包括多種矽橡膠、環氧樹脂、聚四氟乙烯、聚氨酯和聚醯亞胺等)均表現出良好的相容性與拓展性,展現出強大的產業化潛力,有望推動柔性電子與智能軟體機器人等領域的3D列印技術邁向規模化應用。
來源:中國IT之家