TPP,又稱雙光子聚合,是一種基於鐳射的 3D 列印工藝,其工作原理和SLA 3D列印類似,不過使用的是兩束鐳射。SLA只需一束鐳射照射在光敏樹脂上即可使樹脂固化,而TPP則是兩束鐳射交叉在一個點上時,樹脂才能固化。其最大的用途就是可以實現奈米級的複雜結構。
看似只是多加了一束鐳射,但難度則是幾何增長。在 SLA 3D 列印中,波長約為 350 至 400 nm 的紫外鐳射在 x 和 y 方向掃描,以硬化液態樹脂中的點。在這裡,樹脂原子僅吸收來自鐳射的單個光子以啟動硬化或固化過程。
相比之下,TPP 印表機通常使用波長約為 760 nm 的紅外鐳射。由於這種波長差異,樹脂原子需要吸收兩個光子才能啟動固化過程。這不像聽起來那麼簡單。原子必須非常快速地連續吸收兩個光子。出於這個原因,TPP 印表機使用飛秒鐳射器並以幾百千萬億分之一秒的間隔脈衝鐳射束。
除了波長和脈衝之外,鐳射的光強度必須顯著增加,以便可靠地啟動固化過程。這是透過將鐳射聚焦到一個非常緊密的點來完成的,典型的直徑大約為 340 奈米到 1600 奈米。
這一切聽起來都增加了很多複雜性。但由於樹脂僅在鐳射的精確焦點處固化,TPP 印表機可以選擇性地沿 z 軸固化單個體素。這在 SLA 或DLP 3D 列印中是不可能的。必須如此強烈地聚焦鐳射束的副作用是由此產生的奈米解析度。
作為比較,典型的 SLA 印表機的水平解析度約為 25 µm,DLP 印表機約為50 µm,TPP 印表機約為 0.17µm。