前两天看到一项发表在《自然·通讯》上的研究，讲的是诺丁汉大学和伯克利的研究人员在体积3D打印上找到了一个抑制零件过热融合的办法。

这种技术叫计算轴向光刻，也就是CAL，是一种体积增材制造工艺，通过将光线投射到旋转的树脂槽里来一次性固化整个3D物体。

坦率的讲，这个方法成型速度很快，但有个毛病，反应放热会引起翘曲和融合，一直限制着它的精度和规模。

你想想看，CAL用的是自由基聚合（FRP），反应一启动就会迅速产生热量，引发一个自增强循环，也就是特罗姆斯多夫效应，或者叫凝胶效应。

结果呢？

温度较高的区域固化更快，释放更多热量，最后把本该分开的特征给扭曲或融合在一起了。

研究人员的解决办法，其实就是往树脂里加一种叫可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）的试剂，它能在生长链之间转移自由基，调控链增长，在打印速度不减慢的情况下让这个失控过程慢下来。

你猜怎么着？

他们拿一种常见的CAL树脂做了测试，叫季戊四醇四丙烯酸酯，不加任何添加剂时，零件在聚合过程中温度上升了59摄氏度。

有意思的是，加了0.1%的CPBD，一种二硫代苯甲酸酯类RAFT试剂，温升就降到了27度，而加到0.3%时，温升只有3.5度了。

热成像和阴影成像也证实了，没有RAFT的树脂几分钟就出现过度固化，而加了0.2%的，就算物体已经成型两分钟，也没看到过固化。

所以呢，这个化学体系效果很明显。

而且啊，这个配方还顺手解决了热浮力缺陷，也就是热驱动对流导致零件在打印过程中位移的问题。

他们打印了一个由三个不同尺寸球体组成的测试件，用标准FRP树脂打印，球体全都融合成了一个整体；而用RAFT配方，球体形成了独立且间距正确的零件，特征间分辨率达到了150微米。

研究作者还打印了嵌套和互锁的几何结构，利用RAFT试剂保留的反应性末端基团，在打印完成后向零件表面接枝了额外的聚合物涂层。

这不就为未来的多材料制造提供了可能性嘛。

说到底，这还是在反应动力学上做文章，通过一个小添加剂打断了链式反应。

当然，现在还只是在实验室阶段，离大批量商用还有距离，但思路挺有意思，也许能推动体积打印往更实用的方向走。