传统基于树脂槽的数字光处理（DLP）3D打印技术，在制造具有封闭内部空腔的多材料部件时面临巨大挑战。由于未固化的树脂被困在内部无法排出，导致打印件重量增加、精度下降且功能受限。近期，来自英国的科研团队在《npj Advanced Manufacturing》发表研究，提出了一种薄膜DLP（Thin-film DLP）新方法，成功实现了树脂内部空腔的精确制造，彻底解决了这一行业痛点。
该技术核心在于摒弃了传统的树脂槽，转而采用薄膜涂覆工艺。系统先将光敏树脂精确涂布在PET离型膜上形成均匀薄膜，再通过投影光源选择性固化。这种层状涂覆方式将树脂残留量降至近乎为零，与传统方法相比，残留树脂重量减少了150倍。实验证明，该方法不仅能打印直径小至750微米的封闭空腔，还能通过调整内部空腔几何结构，使打印件的刚度产生高达25倍的变化。
在工艺细节上，薄膜DLP系统包含树脂供给、流平、光固化及清洁四个阶段。树脂通过喷嘴涂布在PET膜上，经刮刀控制形成约100微米的均匀液膜。随后，打印平台下降接触树脂层，405纳米紫外光进行选择性固化。由于树脂层极薄且无槽体残留，清洁过程仅需简单的刮刀和溶剂清洗，极大降低了多材料切换时的交叉污染风险。相比传统 vat-based DLP 需要复杂的高压气吹或离心清洗，薄膜法显著简化了流程，使得溶解性支撑结构和电容式传感功能的集成成为可能。
英国作为欧洲3D打印技术的重要研发基地，其学术界在微纳制造领域一直走在前列。此次研究针对的是全球增材制造领域长期存在的“封闭空腔”难题。传统 vat-based 技术虽然分辨率高，但在处理复杂内部结构时，残留树脂不仅增加重量，还会影响部件的机械完整性。薄膜DLP通过精确控制液膜厚度，不仅实现了空腔的“零残留”，还通过层间溶剂清洗循环，将最小可成型空腔直径从1.7毫米提升至0.75毫米，填补了行业在微细封闭结构制造上的空白。
该技术在实际应用中展现了强大的多功能性。研究人员成功打印了具有面心立方（FCC）晶格结构的立方体，通过改变内部空腔直径，实现了材料刚度的连续调控，这对于软体机器人执行器和轻量化结构件至关重要。此外，团队还利用该技术打印了多材料电容式接近传感器，利用离子导电树脂与绝缘树脂的集成，实现了对0至40毫米范围内物体运动的稳定检测。在另一项测试中，通过结合水溶性支撑材料，成功打印了复杂的希尔伯特曲线，并在打印后通过水洗轻松去除内部支撑，展示了其在复杂几何结构制造上的巨大潜力。
对于中国制造业而言，薄膜DLP技术的突破意味着在生物医疗植入物、微流控芯片及高精度传感器制造领域拥有了新的工艺选择。国内企业可关注该技术对多材料集成和微细结构控制的赋能，特别是在需要轻量化、高刚度可调及内部功能集成的应用场景中，有望通过技术引进或自主研发，推动高端3D打印装备的升级，提升在精密制造产业链中的竞争力。