数字光处理3D打印是一种利用紫外光固化液态树脂的高精度快速成型技术，已在医疗、电子、航空航天等领域展现出广阔应用前景。然而，当在同一零件中使用两种或多种不同材料时，材料之间的"界面"往往成为薄弱环节。由于不同材料的光吸收特性、固化行为和收缩率存在差异，容易在界面处产生裂纹、孔洞等缺陷，导致零件整体力学性能下降。
西安交通大学李亚洲等人围绕这一关键问题，系统研究了打印层厚和曝光时间对界面结合强度的影响。团队研究发现，适当增加曝光时间可以促进两种材料在界面处的分子链交联，形成更为紧密的交联网络结构，从而显著提升结合强度。但如果曝光时间过长，材料会因过度固化而变脆，反而降低性能。为精准控制这一过程，团队建立了界面结合强度与打印参数之间的数学模型，并引入优化算法，找到了不同层厚下的最佳曝光时间组合。
"界面变参数打印策略"：在靠近界面的区域使用最优打印参数，确保结合牢固；在远离界面的区域使用常规打印参数，兼顾打印效率和表面质量。
图1 多材料 DLP 形成示意图
图2 界面变参数打印试样及其拉伸强度与宏观和显微形态：
(a）断裂后拉伸试样；(b）应力-应变曲线；
(c）界面附近的可变层厚打印；(d）界面结合状态；(e)断裂面的显微形态。
实验结果显示，采用该策略打印的多材料试样，其拉伸强度最高可达 44.43 MPa，接近单一材料的 45 MPa，且在拉伸过程中断裂位置远离界面，表明界面结合已不再是薄弱环节。这一成果验证了通过参数优化实现高性能多材料打印的可行性。该研究首次将界面结合强度的调控从经验试错提升为可量化、可优化的科学过程，为多材料3D打印的工程应用提供了理论依据和技术支撑。
未来，随着多材料3D打印技术的不断成熟，其应用场景将更加广泛。
- 航空航天领域 — 可用于制造轻量化、功能一体化的结构件
- 医疗领域 — 可打印具有梯度力学性能的组织工程支架或个性化植入物
- 柔性电子领域 — 可实现导电与非导电材料的一体成型