技術特征：

1.一種全息超聲場面自成型增材制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)將液態(tài)光敏樹脂作為主體材料置于儲液槽中；

(2)將超聲換能器置于儲液槽中并處于主體材料里；

(3)將經(jīng)表面活性處理的光引發(fā)劑置于儲液槽上方的陣列噴嘴中；

(4)計算機設計所需件的結構并制作三維模型；

(5)根據(jù)步驟(4)所得的三維模型生成打印文件并制作全息聲透鏡：

將步驟(4)所得的三維模型進行前處理和分層處理，設置支撐結構和打印工藝參數(shù)生成打印文件；同時根據(jù)迭代角譜算法計算出三維模型的各點相位及振幅信息并記錄在全息聲透鏡上，并將全息聲透鏡安裝在超聲換能器上；

所述全息聲透鏡的制作方法如下：

(a)采用迭代角譜算法通過各點振幅和相位計算全息透鏡各點厚度：

液面上未干涉的各點聲壓：

${\stackrel{\→}{p}}_n(x,y,z_0+{\mathrm{nz}}_i)=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2}\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\∫}}\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\∫}}\left|{\stackrel{\→}{P}}_n(k_x,k_y,z_0+{\mathrm{nz}}_i)\right|{\mathrm{dk}}_x{\mathrm{dk}}_y$

(x,y,z₀+nz_i)為液面處(第n層)各點的空間坐標通式，為液面處(第n層)干涉后的已知聲壓，已知：波矢量表示液面處(第n層)聲波的傳播方向，k_x和k_y分別為波矢量在x軸和y軸方向的分量，波矢量在z軸方向的分量即主體材料每層固化的層厚為z_i，全息聲透鏡上表面z＝0，z₀為基板上表面到全息聲透鏡上表面的距離，n為步驟(5)中所述的分層處理的層數(shù)，為自然數(shù)；

全息聲透鏡需要記錄空間超聲場各點的相位、振幅信息，液面未干涉的各點聲壓可通過該點的振幅、相位表示，為：

${\stackrel{\→}{p}}_n(x,y,z_0+{\mathrm{nz}}_i)=\widehat{p_n}(x,y,z_0+{\mathrm{nz}}_i)e^{j\mathrm{\φ}(x,y,z_0+{\mathrm{nz}}_i)}$

為液面未干涉的各點聲波的振幅，φ(x,y,z₀+nz_i)為液面未干涉的各點聲波的相位；

聲波透過n個層厚的振幅關系式：

$\widehat{p_n}(x,y,z_0+nz)=\widehat{p_0}(x,y,z_0)\underset{q=1}{\overset{q=n}{\Π}}\sqrt{{\mathrm{\α}}_q}$

已知：為聲波透過第q層的振幅損失，為基板上表面的聲波振幅；

若該點為液態(tài)主體材料，則若為固化后的主體材料，則：

$\sqrt{{\mathrm{\α}}_q}=\sqrt{\frac{4Z_s^2{Z}_{q-1}{Z}_q}{Z_s^2{(Z_{q-1}+Z_q)}^{2}cos{\left(k_s{z}_i\right)}^2+{(Z_s^2+Z_{q-1}{Z}_q)}^{2}sin{\left(k_s{z}_i\right)}^2}}$

其中上述步驟(5)中生成打印文件時即已知任意點處的物質狀態(tài)，已知：液態(tài)主體材料聲阻抗Z_m，固化后的聲阻抗Z_s，為聲波在主體材料固化后中的波數(shù)，λ_s為聲波在主體材料固化后中的波長；Z_q-1、Z_q為任一點在第q-1層、q層的聲阻抗，若為液態(tài)主體材料則為Z_m，若為固化后材料則為Z_s；

聲波由基板到液面的相位變化即全息聲透鏡到液面的相位變化為：

$\mathrm{\Δ}\mathrm{\φ}(x,y)=(k_m-k_s)\underset{q=1}{\overset{q=n}{\Σ}}{z}_q$

為聲波在液態(tài)主體材料中的波數(shù)，λ_m為聲波在液態(tài)主體材料中的波長，z_q為該點第q層的固化后主體材料的厚度，若該點為液態(tài)主體材料則z_q＝0，若該點為固化后的主體材料則z_q＝z_i；全息聲透鏡表面到基板上表面(即z＝0到z＝z₀)，物質分布均勻，聲波相位無相對變化；

聲波穿過基板的振幅關系式：

$\sqrt{{\mathrm{\α}}_B}=\sqrt{\frac{4Z_B^2{Z}_m^2}{Z_B^2{\left(2Z_m\right)}^{2}cos{\left(k_B{T}_B\right)}^2+{(Z_B^2+Z_m^2)}^{2}sin{\left(k_B{T}_B\right)}^2}}$

已知：為聲波透過基板的振幅損失，基板厚度為T_B，基板的聲阻抗Z_B，液態(tài)主體材料聲阻抗Z_m，聲波在基板中的波數(shù)，λ_B為聲波在基板中波長；全息聲透鏡上各點振幅和換能器輸出振幅的關系為：

$\hat{p}(x,y,0)=\hat{p}(x,y,z_0-T_B)=\sqrt{{\mathrm{\α}}_T(x,y)}\widehat{p_0}(x,y)$

已知：為聲波透過聲透鏡的振幅損失，為全息聲透鏡上表面聲波的振幅，為基板下表面的聲波振幅，超聲換能器輸出振幅液體材料對振幅影響極小可忽略，

$\sqrt{{\mathrm{\α}}_T(x,y)}=\sqrt{\frac{4Z_t{Z}_h^2{Z}_m}{Z_h^2{(Z_t+Z_m)}^{2}cos{\left(k_{h}T\right(x,y\left)\right)}^2+{(Z_h^2+Z_t{Z}_m)}^{2}sin{\left(k_{h}T\right(x,y\left)\right)}^2}}$

已知：全息聲透鏡材料聲阻抗為Z_h，換能器表面材料聲阻抗為Z_t，

為聲波在全息聲透鏡中的波數(shù)，λ_h為聲波在全息聲透鏡中的波長，為聲波在主體材料中的波數(shù)，λ_m為聲波在主體材料中的波長；

聲波相位改變值和全息聲透鏡厚度的關系：

△φ(x,y)＝(k_m-k_h)△T(x,y)

T(x,y)＝T₀-△T(x,y)

T(x,y)為全息聲透鏡的各個點的厚度，T₀全息聲透鏡的初始設定值，為已知常數(shù)，△T(x,y)全息聲透鏡去除的厚度值；

(b)使用高精度激光雕刻機將初始厚度為T₀的全息聲透鏡各點去除△T(x,y)厚度，制得各點厚度為T(x,y)的全息聲透鏡；

(6)超聲換能器產(chǎn)生超聲經(jīng)過全息聲透鏡，在儲液槽中形成精密超聲場；

(7)步驟(2)中的噴嘴陣列噴射微量光引發(fā)劑至主體材料表面聲勢井附近，并在主體材料表面超聲場作用下實現(xiàn)自動匯聚成二維圖形：

主體材料表面存在精密超聲場構成的聲勢井，噴射至聲勢井附近的光引發(fā)劑在超聲場梯度力和散射力的共同作用下俘獲于聲勢井中，并匯聚成二維圖形；

(8)紫外燈照射普通液態(tài)樹脂表面，使步驟(7)中得到的二維圖形固化：

紫外燈照射至主體材料表面，光引發(fā)劑在紫外燈的照射下吸收光子，發(fā)生能量交換或電子轉移產(chǎn)生自由基或陽離子等活性基團引發(fā)主體材料單體聚合固化；

(9)超聲換能器、全息聲透鏡下降一個固化層的高度；

(10)重復步驟(7)至步驟(9)完成所需件的增材制造得到毛坯件；

(11)對步驟(10)所得的毛坯件進行清洗，去支撐和表面打磨得到最終成型件。

2.根據(jù)權利要求1所述全息超聲場面自成型增材制造方法，其特征在于，所述光引發(fā)劑的粒度為0.8-1μm。

3.根據(jù)權利要求1所述的全息超聲場面自成型增材制造方法，其特征在于：所述光引發(fā)劑在主體材料中的分散體積分數(shù)為2％-4％。

4.一種全息超聲場面自成型增材制造裝置，其特征在于：全息聲透鏡安裝在聚焦超聲換能器上，聚焦超聲換能器和基板固定在升降臺上，且基板位于聚焦超聲換能器上方，高精密注射泵于噴頭陣列相連，噴頭陣列位于儲液槽上方，紫外燈位于儲液槽斜上方。

5.根據(jù)權利要求4所述的全息超聲場面自成型增材制造裝置，其特征在于：聚焦超聲換能器工作頻率應大于0.5MHz。

6.根據(jù)權利要求4所述的全息超聲場面自成型增材制造裝置，其特征在于：所述基板為透波材料。

7.根據(jù)權利要求6所述的全息超聲場面自成型增材制造裝置，其特征在于：所述透波材料為聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、環(huán)烯烴共聚物、云母、PEEK、ASA、PPS或LCP。