使用近红外光系统“隐形”3D打印

由于需要紫色和紫外线 (UV) 光活化化学物质，一些材料在光聚合 3D 打印过程中无法获得，这对光电子应用来说是有利的，因为它们的速度快且特征分辨率出色。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发表了一篇论文，解释了近红外或 NIR 光在 3D 打印中的作用——人眼几乎看不见——可以帮助提高复合 3D 打印对象中特征的保真度。该团队使用化合物、双功能活性稀释剂、光氧化还原催化剂等创建了树脂制备的储备溶液，并在定制的 DLP 3D 打印机中使用波长为 780 nm 的 NIR LED 光固化了三组分光系统。研究人员用 12.3 毫米标距、1.17 毫米标距和 0.75 毫米厚度 3D 打印狗骨机械样品，并用 370 nm 的紫外线对打印件进行后固化。最终，他们发现，由于近红外光，包含纳米颗粒的复合 3D 打印件具有更高的特征保真度。

 摘要指出，“使用低强度、长波长光 3D 打印结构的能力将扩大材料范围，以促进包含生物成分和纳米颗粒。当前的材料限制来自于暴露于高强度、短波长（紫外线）光时发生的普遍吸收、散射和/或降解，这是当今基于光的 3D 打印机使用的标准。最近，最先进的技术已将可印刷性扩展到橙色/红色光。然而，随着光波长的增加，与传统紫外光诱导固化工艺（即光固化）的速度和分辨率相匹配的固有挑战也在增加。在此，一个光系统被证明可以实现低强度（<5 mW/cm 2），长波长（~850 nm）近红外（NIR）光驱动3D打印，人眼“不可见”。NIR 吸收花青染料与富电子和缺电子氧化还原对的组合对于以催化方式进行快速光固化是必需的。通过原位光谱和流变监测表征暴露于 NIR 光时的聚合速率和固化时间。通过严格优化树脂成分和打印参数以平衡速度（<60 s/层）和分辨率（<300 μm 特征），实现向 NIR 数字光处理（基于投影）的 3D 打印的转换。作为概念验证，使用纳米粒子注入树脂的复合 3D 打印已经完成。初步分析表明，相对于紫外光，使用 NIR 产生的结构的特征保真度有所提高。