英国诺丁汉大学与美国加州大学伯克利分校的研究团队在《自然·通讯》发表最新成果，针对体积增材制造（Volumetric Additive Manufacturing, VAM）过程中因聚合反应引发的剧烈热积累问题，提出基于RAFT（可逆加成-断裂链转移）化学机制的新解决方案。该技术通过调控聚合反应速率，有效抑制温度骤升，使打印过程更稳定、可预测，为复杂结构件的快速成型提供关键支持。
传统3D打印以逐层堆叠方式构建物体，而VAM采用多光束同步照射液态树脂，在数秒至数十秒内完成整块三维结构的固化。这一优势使其能实现无分层界面的连续结构，特别适合制造具有内部通道、曲面几何或微细特征的零件。其核心挑战在于聚合反应释放大量热量——实验局部温升可达60℃以上，导致材料变形、细节丢失，甚至限制最大可打印尺寸。此次研究通过引入RAFT聚合体系，将反应链增长过程纳入可控范围，相当于在化学层面嵌入一个‘反应调节器’，避免能量集中释放。
实验验证表明，采用RAFT技术后，热积累显著下降，反应区域的不稳定性大幅减少。研究团队成功实现多个组件并行打印，最小特征尺寸达到约150微米，满足精密工程与生物医学应用对精度的要求。更重要的是，经RAFT处理的聚合物仍保留活性官能团，可在打印完成后通过二次化学修饰，实现表面功能化，例如接枝抗菌涂层或疏水防污层，拓展了成品在医疗器械、植入物或防护装备等领域的应用潜力。
项目负责人埃杜阿尔德斯·克鲁明斯（Eduards Krumins）指出，该方法不仅改善了工艺窗口的可控性，还提升了材料性能的一致性和可重复性。这对需要高可靠性与标准化输出的行业至关重要，如医疗设备制造商、航空航天零部件供应商以及定制化假体生产机构。目前团队正探索如何将该技术扩展至更大规模的工业级应用，重点解决在大体积打印中温度分布均匀性、曝光策略与树脂配方协同控制的问题。
从产业链角度看，该技术突破可能推动高性能光敏树脂材料的升级需求。现有商用VAM树脂多依赖于传统自由基聚合体系，难以应对热失控风险。未来若要适配RAFT系统，需开发具备特定官能团兼容性的新型树脂，这将带动上游材料企业调整配方设计。对中国从事3D打印耗材研发与生产的厂商而言，关注点应放在：能否开发出与RAFT机制匹配的低放热、高反应可控性树脂；是否具备与国际科研机构合作进行材料验证的能力；以及在出口欧洲或北美市场时，是否需满足相关医疗或工业认证要求（如ISO 13485、FDA 510(k)等）。
对于中国采购方和工程商而言，若计划引入VAM技术用于原型开发或小批量试制，应优先评估所选设备是否支持化学调控型树脂体系。部分高端VAM系统虽已具备多波长投影能力，但未集成热管理算法或化学调控接口，仅靠硬件无法实现本项技术带来的热控优势。维护成本方面，RAFT体系可能带来更稳定的长期使用表现，减少因热应力导致的设备校准频率，但从长远看，专用树脂价格可能高于常规光敏树脂，需权衡初期投入与后期运维效益。
此项进展标志着体积3D打印向工业化落地迈出关键一步。尚未进入大规模量产阶段，但其在医疗生物打印、微型流体器件、定制化植入物等场景的应用前景已初步显现。中国相关企业若希望参与该技术生态，可重点关注与英美高校实验室的合作机会，或布局高精度光固化树脂材料的研发，以抢占未来高端增材制造供应链的关键节点。