校正层析增材制造中的射线

ningxueqin

　　最近发表在Optics Express上研究成果展示了使用层析摄影剂量图案化来在光树脂的圆柱形玻璃小瓶内建立3D光剂量分布的技术。

　　用于光固化增材制造的独特化学方法和创新印刷方法的设计已导致材料设计、功能和印刷速度的发展。这些基于光的增材制造的最新进展已经超越了传统的逐层制造方法的领域。这些新技术之一是层析成像增材制造，将增材制造重塑为层析成像投影问题。在这种方法中，二维光图案通过包含光聚合树脂的圆柱形样品瓶投**（图1）。当使用旋转平台使小瓶绕其轴旋转时，投影被更新；并且被选择成使得总的累积剂量分布将定义期望的对象。当树脂的体素吸收阈值光剂量时，树脂聚合成固体。经过足够整数倍的旋转之后，吸收的光剂量会在3D区域内引发聚合，该3D区域与所需的对象几何形状相对应。

　　标准索引匹配的断层3D打印设置的俯视图。投影机通过小瓶投射图案，该小瓶浸入折射率匹配液(index matching fluid, IMF) 中。小瓶以角旋转速率w旋转。最大照明角度表示为。平行照明的假设仅对 φt = 0的远心投影有效。(b) 如 (a) 中所述，但是在没有折射率匹配流体的情况下。样品瓶表面的折射会改变样品瓶内照明光线的轨迹。样品瓶内部的色图表示均匀照明下样品瓶中的相对强度。指示强度颜色映射的色条显示在右下角。如理论和模拟部分所述，通过在小瓶中追踪主光线来计算强度图。

　　该技术于2019年由加利福尼亚大学伯克利分校和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究人员首次证明，并于2020年在洛桑联邦理工学院的瑞士研究团队进行了证明。该技术明显比传统的3D分层打印速度快在现有对象周围打印，并且不需要支撑结构。