来自日本横滨国立大学的研究小组负责人Shoji Maruo说:“结合多种材料可以创造一种单一材料无法实现的功能。”“像我们这样的方法，允许单步制造多材料结构，消除了组装过程，允许高精度和低成本的设备生产。”

发表在光学学会(OSA)杂志上光学材料快递Maruo和他的同事描述了他们新的3D打印方法，并通过创建各种多色3D结构来演示它。他们的技术基于立体光刻，这是一种3D打印方法，非常适合制造微型设备，因为它使用紧密聚焦的激光束来制作复杂的细节特征。

Maruo说:“使用3D打印制造多材料微尺度光学元件的能力有助于用于医疗和诊断的光学设备的小型化。”“这可以提高在体内或身体上使用这些设备的能力，同时也使它们成为一次性的，这将有助于提供先进和安全的医疗诊断。”

优化彩色立体光刻技术

立体光刻技术通过使用激光以一层一层的方式硬化光活化材料，即光固化树脂，建立了高精度的3D结构。微流体通常用于保持液体树脂，但在切换材料时保持不同的树脂相互污染而不产生大量废物或在打印对象中形成气泡是具有挑战性的。

在这项新工作中，研究人员开发了一种将各种材料保持在液滴状态的方法，这使得它们更容易在封闭空间(如微通道)中交换，而不会产生浪费。为了抑制气泡，每次更换树脂时，3d打印结构都会在树脂内部移动。他们还集成了一个两步流程，用于在树脂改变时清洁3D打印结构，以完全防止交叉污染。

为了实现这种优化的方法，研究人员创造了一个调色板来容纳多种树脂，并将其放置在一个电动舞台上，两个清洁罐和一个吹气孔。Maruo说:“所有的过程，包括3D打印、树脂更换、气泡去除和清洁，都是使用我们开发的软件依次进行的。”“这允许自动创建多色3D微结构。”

创建多色3D结构

研究人员通过在调色板中放置各种类型的光固化树脂并使用它们来创建3D微结构来测试这种方法。对于其中一个演示结构，一个直径仅1.5毫米的微小多色立方体，3D打印系统在6小时的制造过程中交换了250次五种颜色的树脂。研究人员还表明，调整多色树脂的层数可以调整结构中每个部分的吸光度，从而使他们能够通过结合红、蓝、绿、黄等层来创建具有黑色等颜色的微结构。

Maruo说:“这种方法不仅可以应用于多色树脂，还可以应用于更广泛的材料。”“例如，将各种陶瓷微颗粒或纳米颗粒与光固化树脂混合，可用于3D打印各种类型的玻璃。它还可以与生物相容性陶瓷材料一起用于制造骨骼和牙齿再生的支架。”

研究人员现在正在努力缩短树脂更换和气泡去除等工艺所需的时间，以实现更快的制造速度。他们还计划使用他们之前展示的技术来建立一个多尺度制造系统，通过修改聚焦透镜和激光曝光条件，制造分辨率可以从不到一微米改变到几十微米。