体积3D打印技术再次取得重要突破，借助微波光源，兼容更多材料，实现更大尺寸模型的打印。

与现有的基于光固化的SLA、LCD和DLP 3D打印技术不同，体积3D打印（VAM），又称“计算轴向光刻”，是一种全新的光固化3D打印方法。该技术的关键在于材料、旋转和投影仪的结合，最大特点是不需要逐层堆积材料，而是通过从不同角度将光图像投射到透明树脂的三维空间中，经过多次曝光后，物体在树脂槽内迅速成型并固化。

早在2017年，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）便推出了这项瞬时光刻技术，通过全息光场在几秒内制造出完整的3D形状。但这项技术仍面临一些挑战。树脂需要具备光学透明性或低吸收率，以便紫外线能够穿透至树脂中心，限制了材料的选择范围；此外，打印尺寸相对较小，仅限于打印厘米范围内的物体。

如今，LLNL的研究团队对该技术进行了迭代，开发出一种名为“微波体积增材制造（MVAM）”的新型3D打印工艺。通过微波能量来固化材料，这项技术大大扩展了可用材料的范围。在《Additive Manufacturing Letters》期刊上发表的一篇论文中，LLNL的研究人员展示了微波相比传统光学VAM技术在穿透更多材料方面的潜力，而且拥有更大的成型尺寸。

研究表明，微波能量能够深入材料内部，使其特别适合固化不透明树脂及添加复合材料的树脂。项目的领导者Saptarshi Mukherjee和材料化学家Johanna Schwartz指出，这种技术有望显著提升3D打印的多功能性，能够制造出更复杂、性能更优的部件，甚至是大尺寸的零件。

Mukherjee表示，MVAM技术将彻底改变增材制造的认知，尤其是在航空航天、汽车和核能等行业，这些领域的部件虽然几何形状简单，但体积庞大且需要快速成型。MVAM能够满足这种需求。

此外，研究团队还开发了微波束多物理计算模型，以优化能量传输和固化时间，同时更好地控制打印过程中的热量。通过实验，研究人员验证了模型的有效性，并成功展示了微波固化多种材料的能力，包括光学半透明和不透明的环氧树脂。

实验结果令人振奋：使用现有40瓦的微波设备，树脂固化仅需约2.5分钟，而模拟结果显示，若功率提升至1千瓦，固化时间可缩短至6秒。这种速度接近家用微波炉的水平，极大加快了生产效率，并为制造大尺寸部件铺平了道路。研究团队已经成功打印出几毫米至20毫米不等的结构，并预计未来有望扩展至米级尺寸。

Schwartz补充道，微波增材制造技术突破了传统光学VAM对于材料透明度的限制，能够使用更多种类的材料，重新定义“可打印”材料的范围。Mukherjee则表示，研究人员正在开发基于波束成形算法的天线阵列系统，尤其关注陶瓷材料，这些材料难以通过传统VAM打印，但在高温高压等环境中有重要应用。

这种技术的广泛应用前景不可小觑，其快速高效固化多种材料的能力将对航空航天、汽车和医疗行业产生深远影响。例如，制造商可以一次性打印出具有集成功能的复杂组件，如传感器或导电路径。

随着MVAM技术的不断发展，研究团队期望未来的天线阵列系统能够进一步提升固化效率，加速大规模生产，并能处理更多种类的材料。不过，当前仍面临降低设备成本的挑战，研究团队计划在未来的研究中进一步优化技术，并探索如何将该技术推向工业应用。

Mukherjee表示，高功率微波设备的成本目前仍较高，千瓦级脉冲微波放大器的价格在5万至10万美元之间。研究团队正在寻找方法自行设计或制造部分电路和硬件，以降低成本，进而证明该技术在实际应用中的可行性。

在LLNL的新研究之外，我们之前还报道过洛桑联邦理工学院（EPFL）的Christophe Moser教授领导的科学家团队，他们在《光：先进制造》杂志上发表了一项关于体积螺旋增材制造（VHAM）技术的研究。

这项技术利用德州仪器的DLP7000芯片，通过精确的螺旋运动和多次光剂量积累，使树脂在几次上下循环后固化，避免了放大投影图案的需求，同时可以制造出更大尺寸的物体。

如果说以上技术仍处于研究阶段，那么总部位于德国的3D打印初创公司Xolo GmbH已经成功将体积3D打印商业化。早在2021年，该公司推出了“xube”，这被认为是首款商用体积3D打印机。而在去年2月，Xolo还获得了800万欧元的A轮融资，继续推动体积3D打印技术的发展。

此外，除了体积3D打印被视为下一代光固化3D打印的未来之外，离心式3D打印也是值得关注的新技术。据资源库了解，位于加州的3D打印初创公司Fugo Precision 3D刚刚发布了全球首台离心式3D打印机——Fugo Model A。这款打印机采用离心技术，以每分钟1毫米的速度在圆柱形构建腔内进行打印，并配备了20个激光器，确保打印件在各个方向上均能达到高精度。

事实上，国内3D打印的优势主要体现在应用端，但我们同样期待更多的3D打印创新型原创技术能够率先在国内出现。只有这样，我们才能拥有更加完整的3D打印生态链，同时在全球3D打印领域中占据更具竞争力的地位。

当然，我们国内在光固化技术上也有不少突破。此前，摩方精密发布了复合精度光固化3D打印技术，其核心在于组合并自由切换多精度的3D打印光学系统。低精度镜头适用于快速打印大幅面的样件，而高精度镜头则专注于打印极其微小的特征，从而有效解决了固定精度对打印效率的限制。

体积3D打印技术再次取得重要突破，借助微波光源，兼容更多材料，实现更大尺寸模型的打印。

与现有的基于光固化的SLA、LCD和DLP 3D打印技术不同，体积3D打印（VAM），又称“计算轴向光刻”，是一种全新的光固化3D打印方法。该技术的关键在于材料、旋转和投影仪的结合，最大特点是不需要逐层堆积材料，而是通过从不同角度将光图像投射到透明树脂的三维空间中，经过多次曝光后，物体在树脂槽内迅速成型并固化。

早在2017年，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）便推出了这项瞬时光刻技术，通过全息光场在几秒内制造出完整的3D形状。但这项技术仍面临一些挑战。树脂需要具备光学透明性或低吸收率，以便紫外线能够穿透至树脂中心，限制了材料的选择范围；此外，打印尺寸相对较小，仅限于打印厘米范围内的物体。

如今，LLNL的研究团队对该技术进行了迭代，开发出一种名为“微波体积增材制造（MVAM）”的新型3D打印工艺。通过微波能量来固化材料，这项技术大大扩展了可用材料的范围。在《Additive Manufacturing Letters》期刊上发表的一篇论文中，LLNL的研究人员展示了微波相比传统光学VAM技术在穿透更多材料方面的潜力，而且拥有更大的成型尺寸。

研究表明，微波能量能够深入材料内部，使其特别适合固化不透明树脂及添加复合材料的树脂。项目的领导者Saptarshi Mukherjee和材料化学家Johanna Schwartz指出，这种技术有望显著提升3D打印的多功能性，能够制造出更复杂、性能更优的部件，甚至是大尺寸的零件。

Mukherjee表示，MVAM技术将彻底改变增材制造的认知，尤其是在航空航天、汽车和核能等行业，这些领域的部件虽然几何形状简单，但体积庞大且需要快速成型。MVAM能够满足这种需求。

此外，研究团队还开发了微波束多物理计算模型，以优化能量传输和固化时间，同时更好地控制打印过程中的热量。通过实验，研究人员验证了模型的有效性，并成功展示了微波固化多种材料的能力，包括光学半透明和不透明的环氧树脂。

实验结果令人振奋：使用现有40瓦的微波设备，树脂固化仅需约2.5分钟，而模拟结果显示，若功率提升至1千瓦，固化时间可缩短至6秒。这种速度接近家用微波炉的水平，极大加快了生产效率，并为制造大尺寸部件铺平了道路。研究团队已经成功打印出几毫米至20毫米不等的结构，并预计未来有望扩展至米级尺寸。

Schwartz补充道，微波增材制造技术突破了传统光学VAM对于材料透明度的限制，能够使用更多种类的材料，重新定义“可打印”材料的范围。Mukherjee则表示，研究人员正在开发基于波束成形算法的天线阵列系统，尤其关注陶瓷材料，这些材料难以通过传统VAM打印，但在高温高压等环境中有重要应用。

这种技术的广泛应用前景不可小觑，其快速高效固化多种材料的能力将对航空航天、汽车和医疗行业产生深远影响。例如，制造商可以一次性打印出具有集成功能的复杂组件，如传感器或导电路径。

随着MVAM技术的不断发展，研究团队期望未来的天线阵列系统能够进一步提升固化效率，加速大规模生产，并能处理更多种类的材料。不过，当前仍面临降低设备成本的挑战，研究团队计划在未来的研究中进一步优化技术，并探索如何将该技术推向工业应用。

Mukherjee表示，高功率微波设备的成本目前仍较高，千瓦级脉冲微波放大器的价格在5万至10万美元之间。研究团队正在寻找方法自行设计或制造部分电路和硬件，以降低成本，进而证明该技术在实际应用中的可行性。

在LLNL的新研究之外，我们之前还报道过洛桑联邦理工学院（EPFL）的Christophe Moser教授领导的科学家团队，他们在《光：先进制造》杂志上发表了一项关于体积螺旋增材制造（VHAM）技术的研究。

这项技术利用德州仪器的DLP7000芯片，通过精确的螺旋运动和多次光剂量积累，使树脂在几次上下循环后固化，避免了放大投影图案的需求，同时可以制造出更大尺寸的物体。

如果说以上技术仍处于研究阶段，那么总部位于德国的3D打印初创公司Xolo GmbH已经成功将体积3D打印商业化。早在2021年，该公司推出了“xube”，这被认为是首款商用体积3D打印机。而在去年2月，Xolo还获得了800万欧元的A轮融资，继续推动体积3D打印技术的发展。

此外，除了体积3D打印被视为下一代光固化3D打印的未来之外，离心式3D打印也是值得关注的新技术。据资源库了解，位于加州的3D打印初创公司Fugo Precision 3D刚刚发布了全球首台离心式3D打印机——Fugo Model A。这款打印机采用离心技术，以每分钟1毫米的速度在圆柱形构建腔内进行打印，并配备了20个激光器，确保打印件在各个方向上均能达到高精度。

事实上，国内3D打印的优势主要体现在应用端，但我们同样期待更多的3D打印创新型原创技术能够率先在国内出现。只有这样，我们才能拥有更加完整的3D打印生态链，同时在全球3D打印领域中占据更具竞争力的地位。

当然，我们国内在光固化技术上也有不少突破。此前，摩方精密发布了复合精度光固化3D打印技术，其核心在于组合并自由切换多精度的3D打印光学系统。低精度镜头适用于快速打印大幅面的样件，而高精度镜头则专注于打印极其微小的特征，从而有效解决了固定精度对打印效率的限制。