該小組由愛丁堡赫瑞瓦特大學傳感器、信號與系統研究所的 Jose Marques-Hueso 博士領導，創造了一種新的 3D 打印方法，該方法使用近紅外 (NIR) 光創建復雜結構，其中包含多個材料和顏色。

　　 他們通過修改一種成熟的 3D 打印工藝（稱為立體光刻技術）來突破多材料集成的界限，從而實現了這一目標。傳統的 3D 打印機通常會將藍色或紫外線激光應用于液態樹脂，然后逐層選擇性地固化，以構建所需的物體。但這種方法的一個主要缺點是混合材料的局限性。

這個最新項目的不同之處在于，科學家們使用的 NIR 光源能夠在更深的樹脂槽中進行打印，而無需分層打印。

　　這些發現為工業帶來了巨大的機遇，尤其是那些依賴專業零件的工業，例如健康和電氣部門。

Marques-Hueso 博士解釋說：“我們以前從未做過的新方法的新穎之處在于使用材料的 NIR 隱形窗口打印深度超過 5 厘米，而傳統技術的深度限制約為0.1 毫米。這意味著您可以使用一種材料打印，然后添加第二種材料，將其固化在 3D 空間的任何位置，而不僅僅是外表面的頂部。

“例如，我們可以打印一個幾乎所有側面都密封的空心立方體。然后我們可以稍后回來，在這個盒子里打印一個由完全不同的材料制成的物體，因為 NIR 激光會穿透以前的材料，就好像它是不可見的一樣，因為實際上它在 NIR 下是完全透明的。”

　　從事該項目近三年的赫瑞瓦特大學博士研究員 Adilet Zhakeyev 博士補充道：“熔融沉積建模 (FDM) 技術已經能夠混合材料，但 FDM 的分辨率較低，因此層是可見的，而立體光刻等基于光的技術可以提供分辨率低于 5 微米的光滑樣品。”

　　科學家們說，他們項目的一個關鍵組成部分是開發含有納米粒子的工程樹脂，這些納米粒子表現出光學上轉換現象。這些納米粒子吸收 NIR 光子并將其轉化為藍色光子，使樹脂固化。這種情況是“非線性的”，這意味著它可以獲得大部分位于激光焦點處的藍色光子，而不是在通過它的途中。因此，NIR 可以像透明一樣深入材料內部，只固化內部的材料。

　　新的 3D 打印方法允許在同一樣品中打印具有不同特性的多種材料，例如柔性彈性體和剛性丙烯酸，可用于制鞋等許多行業。該技術開辟了無數新的可能性，包括腔內的 3D 打印物體、破碎物體的修復，甚至是通過皮膚的原位生物打印。

“在同一個研究項目中，我們之前開發了一種可以選擇性鍍銅的樹脂，”Marques-Hueso 博士繼續說道。

“結合這兩種技術，我們現在可以使用兩種不同的樹脂進行 3D 打印，并通過使用簡單的電鍍液浴選擇性地僅覆蓋其中一種樹脂。通過這種方式，我們可以創建 3D 集成電路，這對電子行業非常有用。”

　　盡管這項技術提供了令人興奮的未來一瞥，但成本卻低得驚人。

Marques-Hueso 博士說：“這項技術的一個明顯優勢是整臺機器的制造成本不到 400 英鎊。其他一些使用激光的先進技術，例如雙光子聚合 (2PP)，需要價值數萬磅的昂貴超快激光，但我們的情況并非如此，因為我們的專業材料允許使用廉價激光。”

　　他最后說：“現在我們有了支持我們主張的結果，我們希望與企業合作，進一步開發這項技術。”

來源：激光網原創