灰度数字光处理微透镜自聚焦打印技术实现4 μm以下高精度复合微结构制造

本研究针对微纳加工中工艺效率与精度提升瓶颈及复合三维微结构精准制造难题，开发了基于数字光处理（DLL）3D打印与光学显微镜平台集成的微透镜自聚焦打印技术。通过调控图像灰度，实现了毫秒级单次曝光制备具有精确光学聚焦能力的微透镜，并无需硬件改造即可完成特征尺寸低于4 μm的图案打印。该技术成功打印出四足磁性微机器人，展现了外磁场调控下的动态运动能力，为高性能微结构制造提供了创新解决方案。

　　

在现代微纳加工领域，三维打印技术正推动着产业变革。然而现有技术面临工艺效率与精度提升的瓶颈，同时难以实现复合三维微结构的精准制造。本研究提出一种微透镜自聚焦打印技术，将数字光处理（Digital Light Processing, DLP）三维打印与光学显微镜平台相融合。通过控制图像灰度，借助毫秒级单次曝光制备出具有精确光学聚焦能力的微透镜。随后无需额外硬件改造，利用微透镜的自聚焦特性实现了特征尺寸低于4 μm的图案打印。研究进一步通过成功打印四足磁性微机器人（tetrahedral magnetic microrobots），验证了该技术在复合结构集成制造中的优势——这些机器人在外部磁场调控下展现出动态运动能力。该制造策略为高精度微结构加工提供了一种简洁且多功能的新途径。