导读：体积3D打印，被视为突破“逐层堆叠”模式的下一代制造路径。其核心思路是在树脂内部一次性合成三维光场，使结构在体内同步固化成形，从理论上大幅提升打印速度。但现实挑战始终存在，速度与分辨率难以兼得。打印越快，精度往往下降；分辨率越高，构建时间随之拉长。
近日，清华大学戴琼海团队提出一种名为DISH（Digital Incoherent Synthetic Holography，全息光场数字非相干合成）的体积3D打印技术，在速度与精度之间取得重要平衡：实现毫米级结构0.6秒原位打印，同时达到约19微米稳定打印分辨率。
传统体积打印通常需要旋转样品以实现多角度曝光，而DISH采用“转光不转物”的方案。
系统在物镜前加入高速旋转潜望镜，使图案化光束以最高10转/秒绕样品投射；DMD芯片以17,000 Hz刷新投影图案，并与旋转角度精准同步。多角度光束在树脂内部叠加，形成三维光强分布，曝光时间由电机转速决定。
为了提升分辨率，系统采用0.055 NA长工作距离物镜。但高NA往往意味着更浅的景深。团队通过引入相干激光与全息计算优化，在不移动焦面的情况下实现三维光强调制，有效调制深度扩展至约1厘米，超过物镜原始景深20倍以上。
由于DMD本身只能控制亮暗，无法直接调节相位，研究人员通过全息算法，将复杂光场信息编码进二值投影图案中，实现精确的三维光场构建。
不同于传统CAL方法采用光线近似模型，DISH基于波动光学模型进行全息迭代优化。面对毫米级结构涉及上亿体素的计算规模，团队采用“由粗到精”的迭代策略，结合梯度下降算法降低计算成本。
实验表明，当投影数量超过1000幅时结果趋于收敛；最终采用1800次投影，在保证打印保真度的同时维持高速曝光能力。
团队开发了基于自适应光学的快速校准方法，通过两台正交相机采集荧光反馈，逐角度修正DMD投影位置，实现单像素级对准；同时引入折射模型修正界面误差。
在精度验证中，团队打印了轴向长度1 cm、最小线 μm的浮雕结构，测得线：DISH打印分辨率的实验表征
在完成单次高精度打印验证后，团队进一步将DISH与流体系统结合，实现连续化生产。通过泵输送材料与成品，并回收未固化树脂，每个样品曝光仅0.6秒，可在同一系统中连续制造不同结构。
综合来看，DISH实现了0.6秒毫米级打印，在1厘米范围内保持约19 μm稳定分辨率，体积打印速率达333 mm³/s，体素打印速率达1.25×10⁸体素/s，在同尺度体积打印技术中处于领先水平。更重要的是，这项成果首次在工程层面验证，体积打印可以同时兼顾速度、精度与系统可校准性，为其走向产业化奠定基础。未来结合更高功率光源、更高分辨率DMD及算法加速，性能仍有提升空间。
随着光学与结构设计持续优化，DISH有望推动体积3D打印在生物制造与精密器件领域实现更实际的应用落地。
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