3D打印彈性體拋光頭實現(xiàn)“納米級”加工，博理科技攜手蘇州大學(xué)登上國際權(quán)威期刊

南極熊導(dǎo)讀：沒想到，3D打印的彈性體結(jié)構(gòu)還可以用來做拋光頭，而且能將玻璃的表面粗糙度拋光到納米級，表面精度提升近400倍，這是一項非常創(chuàng)新的應(yīng)用。

在光學(xué)加工的世界，每一微米都決定著成像的清晰與否。2025年9月，蘇州大學(xué)樊成教授團(tuán)隊攜手蘇州博理新材料科技有限公司，研發(fā)出一種基于TPMS（三周期極小曲面）結(jié)構(gòu)的3D打印彈性體拋光頭，成功將K9玻璃表面粗糙度從2±0.05μm降至5.531nm，實現(xiàn)“納米級”光滑突破。研究成果已發(fā)表于制造領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Journal of Manufacturing Processes》。






打破拋光瓶頸，柔性工具“量身定制”

傳統(tǒng)拋光技術(shù)中，剛性工具雖然去除率高，卻容易對光學(xué)元件造成亞表面損傷；而柔性氣囊拋光雖能保護(hù)表面，卻往往效率不足、穩(wěn)定性欠佳。如何兼顧“效率”與“質(zhì)量”，長期以來都是精密制造領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸。

博理科技與蘇州大學(xué)團(tuán)隊共同探索的方案，正是一次從材料到結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。雙方依托3D打印與高性能彈性體材料，將TPMS點陣結(jié)構(gòu)引入拋光頭內(nèi)部，通過改變結(jié)構(gòu)類型（P、G、D型）和密度，調(diào)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)類型（Schwarz P型、Gyroid G型、Schwarz D型）與相對密度，使拋光頭可呈現(xiàn)出不同的柔性與力學(xué)響應(yīng)，仿佛為每一次接觸“編程”壓力，實現(xiàn)真正意義上的可控拋光。




這種“量身定制”的結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓拋光頭能像“聰明的手指”般順應(yīng)曲面，同時調(diào)節(jié)接觸壓力：D型結(jié)構(gòu)剛度大、去除率高，適合粗拋；P型結(jié)構(gòu)柔軟細(xì)膩，更適合精拋。團(tuán)隊提出的“D40粗拋+P20精拋”雙工藝策略，讓表面精度提升近400倍。

創(chuàng)新3D打印材料，讓科研成果走向應(yīng)用

此次研究的突破，離不開博理科技在3D打印材料與結(jié)構(gòu)制造方面的深厚積累。項目中使用的拋光頭采用博理提供的高性能光敏樹脂打印而成，能夠在微米級精度下還原復(fù)雜的TPMS內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保每一個曲面、孔隙都符合設(shè)計參數(shù)。






這種以材料性能為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)可編程制造，使得拋光頭具備了極高的設(shè)計自由度與功能可擴(kuò)展性。研究人員只需在模型層面調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)，便能快速打印出不同剛度、不同去除特性的拋光工具。對于工業(yè)化生產(chǎn)而言，這意味著從實驗驗證到實際應(yīng)用的過渡周期大幅縮短，也為超精密制造提供了快速、低成本、可定制的解決方案。

從實驗室走向產(chǎn)業(yè)，助力高端制造升級

超精密拋光是光學(xué)測量、高端制造等領(lǐng)域的關(guān)鍵一環(huán)。

此次技術(shù)突破是蘇州大學(xué)-博理科技增材制造前沿創(chuàng)新研究院共同努力的成果，不僅為玻璃鏡片等光學(xué)元件提供更高質(zhì)量、更高效率的加工方案，也為航空航天、精密醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)提供了可復(fù)制的技術(shù)路徑。未來，博理科技將繼續(xù)與高校、科研機(jī)構(gòu)合作，推動3D打印材料與裝備在超精密制造中的應(yīng)用，讓更多創(chuàng)新成果從實驗室走向?qū)嶋H生產(chǎn)場景。



值得一提的是，本研究得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)重點實驗室獨立研究項目和自主研究項目以及唐仲英基金的資助與支持。這一系列科研基金的加入，不僅彰顯了項目的學(xué)術(shù)深度與技術(shù)前沿性，也體現(xiàn)了國家與科研機(jī)構(gòu)對柔性制造與精密加工前沿研究的高度重視。

博理科技將持續(xù)以材料與數(shù)字化制造為驅(qū)動，探索智能拋光、個性化制造等更多前沿應(yīng)用，用科技打磨每一處細(xì)節(jié)，為中國智造貢獻(xiàn)“博理方案”。