厦大团队实现3D打印热固性材料0.25秒瞬时固化

2025年12月1日，厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院吴德志教授团队在3D打印技术领域取得关键性进展，提出一种名为“激光原位诱导直写打印”的创新方法。该技术成功将热固性材料三维柔性器件的固化时间从传统工艺所需的数十小时压缩至仅0.25秒，显著攻克了长期以来制约该领域发展的成型速度慢、流程复杂以及性能调控困难等核心问题。

热固性材料，如聚二甲基硅氧烷，因其出色的柔韧性、化学稳定性及生物相容性，在柔性电子和生物医学等应用中具有重要地位。然而，传统模板法及现有3D打印手段在加工此类材料时普遍存在固化周期长、依赖支撑结构、后处理步骤繁多以及难以实时调控性能等问题。即使引入外场辅助技术，仍受限于固化效率不高和材料适应范围窄等瓶颈。

研究团队创造性地将激光技术与微尺度射流打印相结合，通过激光对喷射过程中的微细液流进行原位照射，产生局部光热效应，可在极短时间内将材料加热至150至300摄氏度，从而触发热固性墨水的快速交联反应，实现瞬时固化，大幅提升制造效率。

该方法展现出卓越的三维成形能力，无需额外支撑即可精确构建大倾角、水平悬伸及空间曲线等复杂几何结构，打印分辨率可达50微米，所形成结构的长径比最高达50，能够稳定制造大跨度、细长型功能器件。同时，通过动态调节工艺参数，可在线连续调控材料的力学与电学性能，调节范围达10至20倍，实现多功能集成与性能定制。

目前，研究团队已利用该技术成功开发出具备刚度梯度的可拉伸电子元件、高灵敏度柔性压力传感器以及高性能三维磁驱动软体机器人等多种原型器件，适用于智能穿戴设备、人体运动监测系统及精密驱动装置等多种应用场景。

尤为突出的是，该技术对多种常见热固性材料均表现出良好的适配能力，涵盖多种硅橡胶、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚氨酯及聚酰亚胺等体系，展现出广泛的材料兼容性和应用拓展潜力。这一突破有望加速推动柔性电子与智能软体机器人领域的3D打印技术向高效化、精细化和规模化方向发展。