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光固化就是指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下固化，光固化3D打印技术主要有立体光刻（SLA），数字光处理（DLP），三维喷墨打印（3DSP）三种形式，其无一例外地采用了紫外（UV）光辐照光敏树脂固化成型的方式。 众所周知，UV光具有一定的辐射危害性，与空气作用产生的臭氧也影响操作环境，而且UV光源本身成本高、寿命短、浪费能源，限制了UV光固化3D打印技术在更广泛领域的研究和应用。 为克服以上不足，充分发挥光固化3D打印在先进制造领域中的潜能，中国科学院化学研究所徐坚、赵宁研究员课题组，与中国科学院半导体研究所林学春研究员和深圳光峰光电科技有限公司李屹博士通力协作，将可见光固化技术引入光固化3D打印，率先开发出蓝光下快速固化的光敏树脂及复合材料体系，实现了蓝色激光辅助的高精度、高效率和高稳定3D打印。 ▲ 蓝色LD激光光固化3D打印设备 对比紫外光，蓝光具有更高的透射深度，不易被填料吸收，因此在复合光敏材料方面具有明显优势。采用的LD光源为发射波长445±1 nm蓝光的全固态半导体激光光源，纯度高、功率也较大。激光器寿命高达20000 小时以上，光衰减非常慢，在极大降低了3D打印设备的维护成本的同时保证了3D打印工艺参数的稳定性。 研究人员将商品化的光峰光电激光投影仪改装后制成3D打印光源，搭建了面成形激光固化3D打印装备，自主研发了光敏聚合材料体系，成功实现了蓝光引发聚合3D打印，打印制品最小分辨尺寸已达到微米级别。 ▲ 蓝色LD激光光固化3D打印制品 立足激光技术的突出优势，研究人员正在进一步开发更高精度和更高发光功率的3D打印光源，研发高性能和特殊功能性3D打印材料，为人们提供更多选择。可以预见在未来的先进制造领域，基于可见激光的3D打印技术和材料将会得到更多应用与发展。 中科院化学所、半导体所、广州工业研究院、深圳大学、北京工业大学、中科院光峰光电科技有限公司的研究人员进行了紧密协作，充分体现了新方法、新技术的研究发展中跨领域、跨学科、产学研紧密结合的交叉融合优势。 研究成果已申请专利（CN201610266503.2，CN201620362494.2），论文Blue laser diode-initiated photosensitive resins for 3D printing发表在J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 12035。项目得到国家重点研发计划（2016YFB1100800)）和基金委重点基金（51733008）的支持。 |
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