清华 DISH 技术突破 3D 打印 "两难困境" 0.6 秒实现毫米级高精度成型

自 3D 打印技术诞生以来，"速度与精度难以兼得" 始终是困扰行业的核心技术瓶颈。逐点扫描的 FDM 技术速度虽快但精度有限，逐层光固化的 SLA 技术精度较高但效率难以提升，即便是新兴的体积打印技术，也面临着旋转样品带来的机械不稳定性问题。

清华大学自动化系戴琼海院士团队历时 5 年攻关，研发出 "数字非相干合成全息光场（DISH）" 三维打印技术，相关成果已发表于国际顶级期刊《自然》。该技术采用 "转光不转物" 的创新方案，在物镜前加入高速旋转潜望镜，使图案化光束以最高 10 转 / 秒的速度绕样品投射；数字微镜器件（DMD）以 17,000Hz 的频率生成高分辨率光调制图案，并与潜望镜旋转角度精准同步，实现三维光强度分布的非相干合成。

这一设计从根本上规避了高速样品旋转带来的机械不稳定性问题，同时大幅提升了曝光效率。实验数据显示，该技术生成毫米尺寸复杂结构的曝光时间仅需 0.6 秒，体积打印速率达每秒 333 立方毫米，刷新了目前已知的 3D 打印速度纪录。在精度维度，DISH 技术通过自适应光学校准与全息算法的深度融合，将同参数景深从传统的 50 微米拓展至 1 厘米，在 1 厘米范围内光学分辨率稳定保持 11 微米。

同时，由于曝光时间极短，材料下沉、流动等因素对成型质量的影响被大幅削弱，使得该技术能够兼容从近水黏度稀溶液到高黏度树脂的全品类打印材料。值得关注的是，DISH 技术的研发源于团队对计算光学的反向应用思考 —— 计算光学不仅可用于 "捕捉光场信息"，还能反向应用于 "利用光场构建物体"，这一思路也为增材制造领域的技术创新提供了全新研究范式。