利用断层扫描体积增材制造进行覆印
光学
2025-08-12 v3 应用物理
摘要
断层扫描体积增材制造（TVAM）是一种基于光的3D打印技术，能够在数秒内生产厘米级物体。一个关键挑战在于非标准条件下投影图案的计算，例如存在遮挡物以及具有不同光学特性（包括不同折射率或散射表面）的材料。本工作致力于展示多种覆印场景。首先，利用基于远心激光的TVAM（LaserTVAM），我们演示了在现有喷嘴上使用生物相容性树脂打印微流控灌注系统，用于潜在的生物医学应用。在随后的演示中，生物树脂内的嵌入球体被定位在该灌注系统内部，优化成特定图案，并在不到三分钟内通过打印通道成功连接到喷嘴。作为最后一个LaserTVAM示例，我们在光滑金属棒上打印齿轮，同时考虑了来自棒表面的散射光线。然后，使用基于非远心LED的TVAM（LEDTVAM），我们将雕刻覆印到放置在树脂中的现有LED上。通过在该LED上附加一个打印透镜，我们可以将这些雕刻投影到屏幕上。在相同设置的类似应用中，我们在充满水的玻璃管上打印微透镜，从而能够对嵌入玻璃管内的样品进行成像。基于可微分的基于物理的光线光学方法，我们能够在现有的开源框架Dr.TVAM中优化所有这些场景。该框架能够在数分钟内优化LaserTVAM和LEDTVAM设置的高质量投影，以及在数秒内优化较低质量的投影，在速度、灵活性和质量方面优于现有解决方案。
引用
@article{arxiv.2507.13842,
title = {Overprinting with Tomographic Volumetric Additive Manufacturing},
author = {Felix Wechsler and Viola Sgarminato and Riccardo Rizzo and Baptiste Nicolet and Wenzel Jakob and Christophe Moser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13842},
year = {2025}
}