大多数人想到3D打印时，脑海中浮现的都是熔融沉积成型（FDM）技术。简而言之，FDM打印机通过喷嘴在打印床上来回移动，将熔融的热塑性材料逐层沉积，从而打印出物体。虽然3D打印确实是一项新兴技术，但它受限于通常只能使用单一材料打印物品。新系统仍然只使用一种打印树脂，但这种树脂可以根据需要形成两种不同的固体材料。
使用新系统制作的微型 3D 打印链条
然而，当速度和/或精细细节特别重要时，可以使用一种称为桶光聚合（VP）的工艺。这项技术需要将聚焦的光线照射到盛有感光树脂的透明容器壁上。这样做会使容器内特定区域的树脂聚合成多层固体材料。完成后的固体物品会被从容器中取出，其余仍处于液态的树脂则留在容器内。
当使用 VP 打印具有复杂特征（例如悬垂和拱形）的物体时，通常会添加结构支撑，以防止这些特征在打印过程中下垂。打印完成后，必须手动将这些支撑从成品物体上切除。这是一个相当繁琐的过程，可能会意外损坏物体。
这就是实验性新 VP 系统的用武之地。
该系统由加州大学圣巴巴拉分校和劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的科学家研发，采用一种主要由环氧树脂和丙烯酸酯单体制成的树脂。它还采用了一台同时发射紫外线和可见光束的打印机。也就是说，通过独立地将打印机内的微镜倾斜到不同的角度，两束光可以分别引导到每个打印层内不同像素宽度的位置。
当树脂暴露在紫外线下时，环氧单体会硬化，形成物体的永久部件。而当树脂暴露在可见光下时，丙烯酸酯单体会硬化，形成支撑结构。重要的是，当物体随后浸入氢氧化钠（又称碱液）溶液中时，这些支撑结构——而且只有这些支撑结构——会在15分钟内溶解。
科学家们已经利用这项技术打印出棋盘格图案、十字架、链条、笼子里的球以及螺旋状结构中的两个球等物品。未来，这项技术或许能用于制造更实用的物品，例如组织工程支架、关节和铰链。
“光聚合技术以其快速和高分辨率的打印而闻名，但打印后最令人头疼的部分之一，是手动移除复杂的互锁和悬垂结构的支撑，”LLNL 的 Maxim Shusteff 说道，他与 LLNL 的 Sijia Huang 共同领导了这项研究。“我们非常兴奋，能够用简单的化学方法解决这个问题。”
该研究成果发表在最近发表于《ACS Central Science》杂志上的一篇论文中。