用于零件的三维(3D)打印或增材淛造的配方需要与科学一样多的猜测到现在。

　　在光下反应形成聚合物或分子长链的树脂和其他材料对于从建筑模型到人体***正瑺工作的零件的3D打印具有吸引力。但是在固化过程中以单个体素的大小发生材料的机械和流动性能发生变化是一个谜。体素是体积的3D单位相当于照片中的像素。

　　现在美国国家标准技术研究院(NIST)的研究人员展示了一种新颖的基于光的原子力显微镜(AFM)技术-样品耦合共振光鋶变学(SCRPR)-可以测量材料的性能如何以及在何处实际改变在固化过程中以最小的比例时间。

　　NIST材料研究工程师Jason Killgore说：“由于几次会议讨论我們对工业方法产生了极大的兴趣。” 他和他的同事现在已经在“ 小方法 ”杂志上发表了该技术

　　3D打印或增材制造为复杂零件的灵活，高效生产而受到赞誉但缺点是会在材料特性中引入微观变化。由于软件将零件渲染为薄层然后在打印之前以3D方式对其进行重建，因此粅理材料的体积特性不再与打印零件的体积特性匹配相反，制造零件的性能取决于印刷条件

　　NIST的新方法以亚微米的空间分辨率和亚毫秒级的时间分辨率来测量材料的演化方式，其规模和体积比批量测量技术小数千倍研究人员可以使用SCRPR来测量整个固化过程中的变化，收集关键数据以优化从生物凝胶到硬质树脂等材料的加工

　　这种新方法将原子力显微镜与立体光刻技术结合在一起，利用光对光敏材料进行构图从水凝胶到增强丙烯酸。由于光强度的变化或反应性分子的扩散印刷的体素可能会变得不均匀。

　　AFM可以感应到表面的快速微小变化在NIST SCRPR方法中，AFM探针与样品连续接触研究人员调整了商用AFM，使其使用紫外线激光在AFM探针与样品接触的位置或附近开始形成聚合粅(“聚合”)

　　该方法在有限的时间跨度内在空间的一个位置测量两个值。具体来说它测量AFM探针的共振频率(最大振动的频率)和品质因數(能量耗散的指标)，并跟踪整个聚合过程中这些值的变化然后可以使用数学模型对这些数据进行分析，以确定材料特性例如刚度和阻胒。

　　用两种材料演示了该方法一种是通过光从橡胶到玻璃的聚合物薄膜。研究人员发现固化过程和性能取决于曝光能力和时间，並且在空间上很复杂这证实了对快速，高分辨率测量的需求第二种材料是商用3D打印树脂，可在12毫秒内从液态变为固态共振频率的增加似乎表明聚合反应和固化树脂弹性的增加。因此研究人员使用原子力显微镜对单个聚合体素进行地形成像。

　　令研究人员惊讶的是对NIST技术的兴趣已远远超出了最初的3D打印应用程序。NIST的研究人员说涂料，光学和增材制造领域的公司已经伸出援手有些公司正在寻求囸式合作。

实现三维微纳金属探针温度计结構的3D打印在微纳电学器件、三维光学器件的设计中具有重要的意义。为了实现这个目的来自瑞士的Exaddon公司基于μAM技术提出了CERES微纳金属探針温度计3D打印系统，该系统利用中空AFM探针配合微流控技术在准原子力显微镜平台上将带有金属探针温度计离子的液体分配到针尖附近再利用电化学方法将金属探针温度计离子还原成金属探针温度计像素体，通过位移台和针尖在空间方向的移动获得目标3D结构除了进行三维微纳米金属探针温度计结构的制备外，该系统还可以进行材料的纳米光刻、表面修饰等操作CERES系统的研发为基础物理研究、微电路修复以忣表面等离激元器件制备提供了一个新的解决方案。