厦大团队首创激光直写打印技术：热固材料固化提速5万倍

刘绪刚

快科技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打印技术领域实现重要突破——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所需的数十小时大幅缩短至0.25秒，有效解决了该领域长期存在的成型速度慢、工艺复杂、性能难以精确调控等核心难题。
热固性材料（如聚二甲基硅氧烷）因具备优异的柔韧性、化学稳定性和生物相容性，被广泛应用于柔性电子与生物医学等领域。然而，传统的模板法及现有3D打印技术在制造这类器件时，通常面临固化周期长、需额外支撑结构、后处理步骤繁琐以及性能难以在线调控等问题。即便采用外场辅助打印技术，仍存在固化效率低和材料兼容性受限等挑战。

研究团队创新性地将激光与3D打印射流相耦合，利用激光原位照射微尺度射流产生的局部光热效应，在极短时间内将材料温度提升至150~300℃，从而诱导热固性墨水瞬间完成交联固化，极大提升了制造效率。
该技术还具备出色的结构塑造能力，无需支撑材料即可实现大倾角、水平悬垂及空间曲线等复杂三维结构的高精度打印，结构分辨率可达50微米，三维结构的长径比高达50，能够稳定实现大跨度、细长形态器件的打印制造。此外，通过实时调控工艺参数，该技术还可实现材料机械性能与电学性能在10至20倍范围内的连续可编程调节。
目前，团队已利用该技术成功制备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，可广泛应用于智能穿戴、人体运动监测和精密驱动等场景。
值得一提的是，该技术对多种热固性材料（包括多种硅橡胶、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚氨酯和聚酰亚胺等）均表现出良好的兼容性与拓展性，展现出强大的产业化潜力，有望推动柔性电子与智能软体机器人等领域的3D打印技术迈向规模化应用。

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