为了减小约束投影快速3D打印工艺中黏附力对工艺可靠性及打印速度的影响, 提出了一种多孔透明支撑板+PDMS膜低成本实现阻聚区的方案, 并围绕阻聚区形成的两个关键因素-基底透光性和气体渗透性及其影响阻聚区和黏附力的规律进行研究。通过激光加工方法制备了具有微孔阵列的石英玻璃基底, 通过对基底透光性、透氧性以及氧阻聚区厚度的实验测量, 研究了基底微观几何特征及光照强度、氧气浓度等工艺要素对阻聚区厚度的影响规律, 并通过3D打印试验, 初步研究了不同基底条件下固化层在基底的黏附力。结果表明, 基底微孔影响基底的透光率以及透氧性能, 所制备的具有不同几何特征微孔的基底透光率均大于84%; 通过调控氧浓度、光照强度以及基底微结构特征可以控制氧阻聚区的厚度; 基底及供氧条件影响阻聚区的厚度从而影响剥离力。采用本文制备的约束基底打印零件过程中可以形成阻聚区, 从而显著减小剥离力, 在本文的实验条件下, 固化层从基底的平均剥离力由26.4 N降至5.4 N。

提出了利用一种新型的高透气薄膜元件实现连续液面成型3D打印技术的方案并进行了实验验证。连续液面成型3D打印技术采用下入光结构，在光源与打印平台之间引入一个透明的透气薄膜元件，氧气可以通过薄膜元件渗透进入光固化成型表面，由于氧阻聚效应在光固化成型表面与透气薄膜之间产生一层液态未固化层。利用这一未固化层，3D打印平台可以连续不间断上移，实现了高速的连续光固化3D打印，纵向打印速度超过650 mm/h。由于连续液面成型3D打印技术较高的打印精度和效率，利用该技术进行建筑模型的制作，并将其应用于建筑模型的风洞测试研究。