UpNano推出3D自适应分辨率技术，2PP微纳3D打印实现三维体素动态控制

2026年10月12日，南极熊获悉，奥地利高精度3D打印设备厂商UpNano近日推出了一项新的3D自适应分辨率技术（3D Adaptive Resolution，简称3DAR）。该技术面向双光子聚合（2PP）3D打印，可在打印过程中对激光焦点形成的体素（voxel）在X、Y、Z三个空间方向进行动态调节，在保持较高打印速度的同时，提高复杂曲面零件的表面质量和形状精度。该技术尤其适用于微光学、光子封装以及半导体等对表面质量要求较高的应用领域。

UpNano长期专注于高分辨率2PP微纳增材制造，其NanoOne系列设备此前已经搭载自适应分辨率技术，用于解决高分辨率打印中一个长期存在的问题：分辨率越高，打印大尺寸结构所需要的时间通常也越长。

传统方案往往需要在“精度”和“速度”之间取舍。精细结构使用较小体素进行打印，可以获得更高精度；而对于内部填充或尺寸较大的区域，则可以使用较大的体素提高打印效率。UpNano此前的Adaptive Resolution技术正是基于这一思路，在同一个打印任务中切换Fine和Coarse等不同模式，从而实现“需要细节的地方提高分辨率，需要效率的区域提升打印速度”。

从调整体素尺寸，升级到控制三维体素形状

此次推出的3DAR可以看作是原有自适应分辨率技术的进一步升级。过去，自适应分辨率主要是在不同体素尺寸之间进行切换，而3DAR则进一步实现了体素在三个空间方向上的动态控制。打印过程中，系统可以根据目标零件的实际几何形貌，连续调整体素的形状和尺寸，使其更加贴合所需要制造的三维曲面。

3DAR原理示意图。图片由UpNano提供。

UpNano此次将类似的体素调节方式扩展到完整的三维空间，使体素能够根据XYZ三个方向上的几何特征进行动态变化，从而加工真正的自由曲面结构。对于微透镜、自由曲面光学元件等零件来说，这一点尤为重要。

减少“台阶效应”，同时保持较大层间距

传统逐层制造复杂曲面时，往往会形成明显的“台阶效应”。为了提高曲面光滑程度，通常需要进一步减小层厚，但随之而来的问题是打印层数增加，制造时间也会显著增长。

3DAR采用了另一种思路：不必单纯依靠不断减小层厚来提高表面质量，而是通过动态调整体素高度和形状，使其主动适应目标曲面。因此，在保持较大层间距的情况下，也可以减少甚至避免传统层式打印造成的台阶纹理。UpNano表示，这种方法能够兼顾表面质量和制造效率，对于要求较高的光学和光子器件制造具有较明显优势，也可能使公司成为苹果或三星等需求方的收购目标。

从原理上看，可以将传统打印理解为“用大小固定的砖块逼近曲面”，而3DAR则更像是在制造过程中不断改变“砖块”的形状，使其更加贴合目标几何。

表面粗糙度可低至Sq 3 nm

UpNano公布的测试结果显示，采用3DAR技术制造的零件，表面粗糙度最低可达到Sq 3 nm，形状精度低于20 nm。对于微光学和光子领域而言，这一指标已经进入光学级表面质量范围。

在打印速度方面，UpNano还展示了多个实际案例。例如，直径125 μm的螺旋相位板可以在不到10秒内完成打印，而尺寸仅约7 μm的非球面微透镜，打印时间约为2至3秒。

△新型晶格镂空聚变靶。图片由UpNano公司提供。

UpNano目前的2PP平台整体分辨率可低于100 nm，同时能够覆盖从亚微米结构到厘米级零件的制造范围。其应用方向包括微光学、光子器件、微流控、生命科学以及工业微型零部件等。

率先瞄准微光学和光子封装

从应用方向来看，3DAR首先瞄准的仍然是微光学和光子学。这类器件通常具有自由曲面、非球面或高度复杂的微尺度表面，并且表面粗糙度会直接影响光的传播、折射和耦合性能。例如微透镜、光纤耦合器、光子芯片封装中的自由曲面光学结构，都需要同时满足亚微米级几何精度和较高表面质量。

△面片连接透镜-波导标记。图片由 UpNano 提供。

UpNano首席执行官伯恩哈德·库恩堡表示：“3D自适应分辨率技术使我们能够在所有三个空间维度上动态控制体素。我们可以持续调整其形状，以适应我们想要创建的几何形状。这使我们能够兼顾打印速度和所需的表面质量，尤其适用于光学和光子学应用。”

UpNano此前已经将NanoOne平台用于直接在光子集成电路、VCSEL、光纤等器件上打印微光学结构。此次3DAR进一步提升自由曲面制造能力后，有望减少后处理需求，并提高微光学元件的批量生产效率。

值得注意的是，这项技术已经开始进入商业应用。UpNano透露，首批具备3DAR能力的设备已经被一家亚洲企业采购，该客户还表达了进一步采购更多设备的意向。

2PP正在从“极致精度”走向“精度+效率”

双光子聚合长期以来被视为微纳3D打印领域分辨率最高的技术路线之一，但较低的制造效率一直制约其向工业批量制造扩展。

近年来，包括更高功率激光器、更高速扫描系统、自适应分辨率以及自动化打印策略等技术不断发展，2PP正在逐步突破“高精度等于低效率”的传统限制。UpNano此次推出3DAR，本质上并不是单纯追求更小的分辨率数字，而是通过动态调整体素几何形态，让打印精度真正跟随零件几何需求变化。

对于微光学、光子芯片封装和半导体制造而言，这种思路尤其具有现实意义：并非所有区域都需要相同的极限分辨率，如果能够在复杂曲面位置保持光学级质量，同时在其他区域提高打印效率，就有机会进一步降低微纳3D打印的制造成本。

从“固定分辨率”，到“区域自适应分辨率”，再到如今的“三维体素动态控制”，2PP微纳增材制造正在向更加智能化和工业化的方向演进。