全息投影提升体积3D打印效率，并能显著降低能耗。

在断层扫描体积3D打印（TVAM）工艺中，激光光束被投射到旋转的树脂容器中，直到某些特定点的能量积累超过阈值，导致树脂固化。与传统的分层3D打印方法相比，TVAM的优点在于能够在几秒钟内制造出物体。然而，这种方法效率较低，只有大约1%的光能被用于树脂固化。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56852-4

2025年2月11日，来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和丹麦南方大学的研究团队开发了一种方法，显著提高了TVAM的效率和分辨率。通过使用全息投影，研究人员能够大幅减少能耗，同时提高细节精度。相关研究成果以在“Holographic tomographic volumetric additive manufacturing”为题发表在《自然·通讯》期刊上。

由Christophe Moser和Jesper Glückstad领导的研究团队开发了一种名为HoloTile的方法，用以生成三维全息图，从而解决了这一问题。传统的TVAM方法将信息编码在投射光波的振幅中，而新方法则利用光波的相位。这使得光投影深度得到了更好的控制，空间分辨率也得到了提升。与之前的研究相比，该方法的光投影效率至少提高了20倍，同时保持了最终产品的高精度。

在实验中，研究团队使用了一台405 nm连续波40 mW激光二极管（与效率为33%的单模光纤相结合），成功实现了少于60秒的打印时间，并可靠地达到31.35 μm的负特征（孔）。打印时间之所以如此短，是因为光引擎效率非常高。

研究人员利用这种技术在不到60秒的时间内成功打印了复杂的3D物体，如微型船只、球体和艺术设计，并显著减少了光学功率的使用。所需的能量仅为以前的少数部分。此外，所采用的HoloTile技术通过“平铺”的方法消除了不必要的光干扰，增强了图像质量。

这一技术的另一个有前景的应用领域是生物医学。团队计划利用全息TVAM技术打印复杂的生物结构，如逼真的组织和器官模型。由于全息光束具有自修复特性，因此可以与生物树脂和水凝胶一起使用，且不会因散射效应影响精度。

展望未来，研究人员希望进一步提高该方法的效率。一个目标是消除树脂容器旋转的需求，仅通过将全息图投射到液体上即可形成物体。这将简化该过程，并使其更适合大规模应用。