加拿大研究人員開發一種名為AE-VAM的全新自動曝光控制系統來提升3D打印效率
2025年5月20日，加拿大的國家研究委員會與維多利亞大學的研究團隊開發了一種用于斷層掃描體積增材制造 (VAM) 的全自動曝光控制系統。VAM 是一種利用旋轉樹脂槽內投射的光圖案一次性制造完整物體的技術，可以一次性地制造出完整物體，大幅提升了制造過程的準確性和可重復性。
新系統被稱為AE-VAM（自動曝光體積增材制造），它通過實時監控樹脂內部的光散射來自動決定何時終止打印過程中的曝光。這一創新消除了之前手動調整的必要性，而手動調整一直是限制VAM技術一致性和商業可行性的關鍵因素。
為了展示AE-VAM系統的性能，研究人員進行了25次3DBenchy模型的打印測試。結果顯示，AE-VAM實現了0.100毫米的平均RMS（均方根）表面偏差和0.053毫米的打印間偏差。特別值得注意的是，模型中的所有精細特征，包括盲孔、煙囪和底部文字，均被成功復制，且在某些關鍵方面超過了商用SLA和DLP系統的打印效果。
VAM技術的崛起
斷層掃描體積增材制造技術與傳統3D打印技術的主要區別在于，VAM是一次性曝光整個樹脂體積，而不是逐層進行。這種做法雖然能夠提高打印速度并避免支撐結構的需要，但之前的實現方案由于樹脂的重復使用和光擴散效應，導致曝光量難以預測，通常需要經驗豐富的操作員頻繁校準。
AE-VAM則通過采用簡單的光學反饋系統解決了這一問題，新技術可以在固化過程中測量散射的紅光。當測量到的信號達到預定的校準閾值時，紫外線照射會自動停止。研究人員指出，這使得這項工藝“不受幾何形狀的影響”，并且特別適合進行多部件組裝的打印，如齒輪系統和螺紋部件。AE-VAM打印的機械部件：一個功能齊全的¼-20螺釘和螺母，以及一個公差為50μm的齒輪組件。這些部件也可以與標準金屬硬件配合使用
研究團隊將AE-VAM與Formlabs Form 2、Form 3和Asiga PRO4K等商用系統進行了對比測試。雖然Form 2在精度上略勝一籌（0.081毫米RMS誤差），但AE-VAM在小特征的復制和一致性方面表現更佳，尤其在樹脂重復使用的情況下。新系統能夠在不到一分鐘的時間內打印出相同的3DBenchy模型，而最快的SLA系統需要超過8分鐘。
研究人員強調：“AE-VAM的重復性和精度規格處于商用系統的測量范圍內。”他們還指出，該系統能實現樹脂的重復使用多達五次，且降解程度極低。研究團隊預計，通過使用不同樹脂對AE-VAM進行更廣泛的測試，將有助于這項技術進一步接近商業化。該方法計算量小，適用于多種用途，并且只需少量操作員培訓。
雖然這項研究未經同行評審，但已經顯示出該技術能夠實現免提打印，并且它的特征分辨率與市場上現有的立體光固化（SLA）和數字光處理（DLP）打印機相當甚至更高，同時打印速度最多可提升十倍。同時，這項研究受加拿大國家研究委員會"創意"項目資助。需特別說明的是，部分作者已被列為AE-VAM系統的臨時專利發明人。
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