每种形式的 3D 打印都有其独特的优点和缺点，迫使用户在这些权衡中进行导航。例如，已知熔融沉积建模能够进行多材料打印，但受到低分辨率和孔隙率的困扰。另一方面，立体光刻 (SLA) 可提供高分辨率，但目前无法进行多材料打印。
为了融合两全其美，爱丁堡赫瑞瓦特大学的研究人员最近发表了一篇论文，他们在论文中描述了一种新的 SLA 打印技术，该技术可实现真正的多材料打印。
标准立体平版印刷
SLA是 3D 打印的一种形式，其工作原理是大桶光聚合，其中光源（激光，在 SLA 的情况下）有选择地投射在一大桶液态树脂上，以便将光敏聚合物固化为硬化塑料. SLA 打印机中使用的树脂是一种特殊的光反应热固性材料，可与特定波长的光发生反应，将液体固化成刚性几何形状。使用 SLA，固定激光器将在 X 和 Y 方向上连续固化树脂，同时构建平台将打印部件从容器中取出，从而也可以控制 Z 尺寸。
SLA 打印机的主要优点之一是它们提供极高的分辨率。由于激光的精度，SLA 打印机能够打印出非常精细的层线，高度范围为 25 到 100 微米。这导致印刷品具有光滑的表面光洁度和出色的美学品质。
SLA 缺点
尽管 SLA 打印有很多好处，但该技术的一个显着缺点是它无法支持多材料打印。在 FDM 打印机中，在打印过程中切换材料相对简单，因为用户所要做的就是将一种类型的线材换成另一种类型的线材，或者依靠一台带有多个挤出机的机器。在某些情况下，甚至还有智能材料站会自动为用户切换灯丝。
然而，对于 SLA 打印，这个过程要麻烦得多。标准的 SLA 打印机将由一个树脂罐组成，这意味着用户必须在打印中途更换树脂罐中的树脂才能尝试进行多材料打印。然而，这在实践中是不可行的，因为树脂的粘度会导致交叉污染，并且树脂交换过程会导致气泡进入打印机。
新研究
虽然之前已经提出了多材料 SLA 打印技术，有些甚至获得了大量资金，但尚未进入市场。Heriot-Watt 的最新开发实现了真正的 SLA 多材料制造。
正如该团队最近在Applied Materials Today上发表的论文中所述，新发现的关键在于使用含有支持光学上转换过程的纳米粒子的特殊工程树脂。光学上转换是一种材料对光的响应与光强度非线性相关的特性。在本研究中，光学上转换意味着激光只会固化激光焦点处的树脂。通过使用表现出光学上转换的树脂材料，研究人员能够在树脂桶中比其他方式更深地固化材料。传统的 SLA 打印机的深度限制为 0.1 毫米，而新技术的深度限制超过 5.0 厘米。
由于这种改进的深度限制，研究人员通过在特定深度固化一种材料，然后添加第二种材料并在不同深度固化该材料，为使用多种材料进行 SLA 打印铺平了道路。通过这种方式，新研究能够在同一样本中打印多种材料——从而实现真正的多材料 SLA 打印。
可行的解决方案？
过去已经提出了许多其他多材料 SLA 打印解决方案，但仍然没有任何一种被证明具有商业可行性。凭借赫瑞瓦特大学的新研究，该团队相信他们终于找到了一种经济实惠且商业上可行的多材料打印解决方案。虽然结果看起来很有希望，但只有时间才能真正证明这是否是业界一直在等待的解决方案。
