光固化3D打印：原理、技術、應用及新進展*

趙光華，劉志濤，李耀棠

（中科院廣州電子技術有限公司，廣州 510070）

0 引言

光固化3D打印，亦稱立體光刻（Stereolithography，SLA），是最早發展的商用3D技術，也是目前非金屬類的物件快速制造廣泛使用的主流技術，以其使用耗材的市場份額計算，光聚合物在3D打印耗材的占比為31.9%[1]，如圖1所示，占主導地位。

圖1 Wohlers Report 2020統計的各種3D打印耗材使用情況

最早的光固化3D打印可以追溯到20世紀70年代。1977年，W K Swainson[2]提出使用兩束交叉的激光束照射液態單體材料表面引起共價交聯反應固化，固化層在液槽內逐漸降低便可制造出一個三維實體的概念。盡管專利實際上沒有實施，但這一概念引導了光固化3D打印的發展。

1981年，日本名古屋市工業研究所Hideo Kodama[3]提出：利用合適的掩模來控制UV光源的曝光區域從樹脂槽的頂部或底部逐層固化樹脂，也可以使用X-Y繪圖儀帶動光纖UV點光源掃描的方式逐層固化樹脂，實現3D打印。Kodama是第一個描述逐層打印制造方法并親手搭建了光敏樹脂通過紫外光聚合的光固化3D打印系統的人，遺憾的是他沒有提出專利申請。

1982年，美國3M公司A J Herbert[4]提出了兩種逐層光固化打印的方法，一是將聚焦的紫外光束照射到可旋轉樹脂槽的樹脂表面，聚焦光束同時沿徑向移動，實現固化層打印；另一是利用X-Y繪圖儀帶動聚焦的紫外光束照射到光敏樹脂表面上掃描打印固化層。在Herbert的系統里，利用計算機來控制聚焦激光束、升降樹脂槽并涂覆新的一層液態光敏樹脂。

同一時期，美國Charles W Hull也對該技術感興趣并提出現代立體光刻的構想，通過控制紫外激光束掃描液態光敏樹脂表面使其逐層固化堆疊，最終打印出一個3D實體物件。Hull[5]于1984年提交了 SLA （StereoLithography Apparatus） 的第一項專利的申請并于1986年獲得授權。隨后，他成立了3D Systems公司，并于1988年發布了3D Systems公司的第一個商用光固化3D打印設備SLA-1。幾乎同時，法國J C Andre′等[6-7]也申請了相似的專利。

早期基于激光束掃描的SLA工藝打印速度很慢，打印一個咖啡杯大小的物件就需要幾個小時，固化后的樹脂材料強度和耐熱性也較差，另外逐層固化后層與層之間結合的機械強度也比較脆弱，實用性受限。由于近年來實際應用對提高打印速度的迫切要求以及材料、空間光調制器等關鍵元器件的技術進步，光固化3D打印由最初點-線-面激光掃描的SLA工藝發展到目前普遍使用DMD、LCD、LCOS作空間光調制器的掩模投影面曝光工藝，從而使打印速度和精度有了極大的提高。由于約束表面粘結分離、工件提拉力、樹脂回流填充、樹脂散熱等問題仍未得到很好的解決，限制了大橫截面工件打印速度的提高，目前發展的幾種高速光固化3D打印技術僅多用于網狀鏤空、細小線條設計的工件打印場合，大截面光固化高速打印需要研究突破。

1 光固化3D打印

光固化3D打印是使用輻射光源照射液體光敏樹脂引發鏈式化學反應，將大量的小分子單體或預聚物鏈接在一起形成高度交聯的聚合物，圖2所示為光固化3D打印的光聚合模式[8]。

圖2 立體光刻工藝的幾種光聚合模式

以立體光刻的光聚合模式及實現技術區分，可分為基于紫外激光束掃描的SLA、使用空間光調試器作掩模投影的面曝光MPSL和雙光子直寫（TTP）3種工藝。

1.1 光與聚合物相互作用

大多的單體或低聚物在輻射光源照射后不會產生活性種，因此需要在樹脂中加入低分子量、可引發聚合反應的有機物——引發劑。聚合反應涉及光物理和光化學過程，光與聚合物相互作用的第一步是不涉及化學變化的光物理過程，輻射光被載色體（含有來自π和n軌道電子的功能基團）吸收后，光子與原子或分子基團相互作用使其由基態躍遷至激發態，躍遷過程是在10-5s內完成。發生吸收光子躍遷除了入射光子的能量要恰等于激發態與基態之間的能量差以外，光子的電場方向還必須與振動基態的振動所對應的偶極變化一致，只有這樣的吸收躍遷才可能發生。入射光子與分子交換能量后，價電子從最高的占據分子軌道向非占據軌道遷移形成單重態，受激分子在單重態的停留時間很短（少于10-8s），它通過多種競爭過程消耗受激能量。分子吸收光子及其后續的激發態演變過程可以通過圖3所示的雅布朗斯基能量圖來描述[8]。光物理過程包括輻射過程和非輻射過程，輻射過程包括分子吸收光子后由基態躍遷至激發態、通過熒光輻射由電子激發態回到基態和通過磷光輻射由三重態躍遷回到基態；其他的受激分子通過非輻射過程回到基態，如：在受激單重態通過能量內轉換回到基態，在三重態的受激分子釋放出引發聚合反應的自由基（或陽離子）或猝滅。

圖3 光聚合反應的雅布朗斯基能量圖

光化學過程是指分子通過裂解、電子轉移反應、奪氫等開始轉變的過程，由于單重態的壽命很短，光化學反應僅發生在活性種存活較長（大于10-6s）的三重態。

1.2 光固化機理

立體光刻中光敏樹脂的固化反應是一種釋放熱的聚合過程，它以化學交聯反應為特征，聚合反應生成一種具有高度3D交聯網絡的不熔不溶物。如圖4所示，光固化機理是引發劑在光輻射下產生反應活性種（自由基或陽離子），繼而引發低分子量有機物發生鏈反應聚合或交聯。通常在鏈引發階段僅需較低的活化能，如自由基鏈反應聚合約需60 kJ/mol，聚合反應在室溫環境下已足夠快，反應速度取決引發劑濃度及其吸收系數，光固化深度一般在幾微米到2 mm[9]。聚合反應會放出大量的熱量，在高速光打印時，如果樹脂聚合反應釋放的熱量無法有效散發的話，打印區域的溫度會升高超過單體稀釋劑的閃點溫度，導致固化層過度收縮變形、脆裂等。

圖4 光聚合物固化機理

以自由基聚合為例，光引發聚合反應有引發劑裂解生成初級自由基、初級自由基與單體反應生產新的自由基的鏈引發，在鏈引發階段生成的自由基迅速與樹脂體系中的不飽和雙鍵進行活化能較低的放熱聚合反應迅速形成3D交聯的高分子聚合物的鏈增長，和隨著分子鏈的增長導致自由基的活性降低、分子量增大到一定程度后長分子鏈上的自由基不能自由活動的鏈終止3個階段。

值得一提的是自由基聚合反應中氧阻聚效應，它是由本質上屬于雙自由基的O2對光引發過程中產生的活性自由基有較強的加成活性作用，形成比較穩定的過氧化自由基并參與活性自由基對單體的加成反應競爭，對聚合過程起阻礙作用[8]。通常在光聚合反應中需要設法消除或減少氧阻聚效應[10]，Jariwala等[11]在掩模投影微立體光刻中，對氧阻聚效應建模分析，研究丙烯酸酯單體氧氣的阻聚和擴散行為，根據預測的光固化層厚度來控制打印參數。J R Tumbleston等[12]卻巧妙利用氧阻聚效應，在透光透氧樹脂槽底部通入氧氣，在打印界面形成在幾十微米厚的液體“死區”，使固化層不與窗口粘結，實現快速打印。

1.3 立體光刻

立體光刻（Stereolithography Apparatus，SLA）是最早實現商用的3D打印技術[5,13]，它能打印結構非常復雜的物件并具有高的尺寸精度和表面質量。最初的SLA是采用由上到下的液面掃描方式，它通過計算機控制X-Y振鏡使紫外激光束在液態的光敏樹脂表面掃描并配合打印平臺下移、液面控制和樹脂涂覆完成整個打印過程，其工作原理如圖5所示。

圖5 頂部掃描SLA工作原理

顯然，采取從上至下的液面掃面方式的SLA打印，平臺和工件是浸沒在樹脂中，它需要一個尺寸較大的樹脂槽盛放大量的樹脂；打印過程中樹脂液面高度的測量控制及刮刀涂覆需要耗費時間，總體的打印速度較慢；另外，由于樹脂液面開放在大氣環境中，對自由基引發聚合反應的丙烯酸類樹脂，氧阻聚效應會影響液面表層樹脂固化。針對這些不足，近年來出現采用從下至上的底部掃描方式的SLA并成功實現商用。如圖6所示，樹脂槽底部透光窗口提供打印界面，開始打印時，打印平臺與透光窗口的距離為一固化層厚，其工作原理和從上至下的打印方式相同，打印平臺采用倒拉的方式將工件從樹脂槽中“拔”出來。底部掃描SLA的優勢在于樹脂槽中存放的樹脂較少，且打印工件的垂直方向尺寸不受樹脂槽高度的限制，能提供更高的垂直打印精度和表面質量，不需刮刀涂覆系統和特別適合有氧阻聚效應的自由基體系樹脂打印等優點，不足之處是XY的打印尺寸不如液面掃描SLA的大。

圖6 底部掃描SLA工作原理

1.4 掩模投影立體光刻

掩模投影立體光刻（Mask Projection StereoLithography，MPSL）的構想早在1992年就由I Pomerantz等[14]提出，利用掩模投影的方式一次固化一層光敏樹脂并通過層層累積得到三維實體。相對于點-線-面掃描成型的SLA，它具有較高的成型速度，打印出的制件表面質量高，對于微小細節的打印工件的成型效果好。該技術自誕生以來，發展速度卻較為緩慢，最大的制約因素就是當時的掩模產生技術滯后，打印過程需要產生大量的數據掩模和工作對齊導致成本高和效率低。隨著DMD、LCD和LCOS等空間光調制器的技術進步和應用，近年來使用DMD等作為可編程掩模投影的面曝光固化3D打印成為高速發展的一種工藝和被廣泛使用。圖7所示是常見的底部曝光MPSL工作原理。

圖7 底部面曝光固化3D打印工作原理

與SLA相比，底部曝光MPSL無論在打印精度、速度、還是在設備成本方面都具有明顯優勢，因此MPSL在微型零件的快速制造領域發展迅速。目前使用DMD的數字光處理技術已使橫向打印精度達到20～30 μm，隨著像素位移分辨率增強技術的應用和4K DMD芯片的商用化，打印精度和尺寸仍有很大的提升空間。在MPSL基礎上發展的MPmSL（Mask Projection Micro-StereoLithography）可以用于制備微結構器件，如：3D MEMS器件、微光學器件等，在生物、醫藥和化學分析領域由大量的用途。

底部曝光MPSL除了可以克服自由基體系樹脂的氧阻聚效應外，還可以在一定的程度上改善固化過程中打印件的收縮變形問題，但也存在打印工件固化層下表面與樹脂槽窗口會發生粘連導致的剝離力、大橫截面工件打印的樹脂回流填充等問題，芝加哥大學Pan Y和西安交大王莉等[15-16]分別做了深入的研究。

1.5 雙光子聚合直寫

SLA和MPSL屬于普通的單光子聚合，光固化3D打印還發展了用于微納打印的雙光子聚合（Two Photon Polymerization，TPP）直寫技術[8]。它們的區別在于，普通單光子聚合的引發劑吸收一個光子激發后引發聚合，而雙光子聚合是以近紅外飛秒激光作為激發光源，引發劑需要同時吸收兩個光子激發后引發聚合。TPP技術涉及非線性光學的范疇，雙光子吸收與材料的三價極化系數有關，吸收兩個光子的總能量正好等于激發態與基態能級之間的能量差，發生雙光子吸收的機率正比于光強度的平方。TPP可以突破經典光學衍射的限制，用來制造分辨率高的微納尺度任意形狀的三維結構。圖8所示為用于制備尺度在100 nm以下微結構的雙光子聚合直寫實驗裝置圖[17]。

圖8 雙光子聚合直寫工作原理

2 底部投影MPSL關鍵技術研發及應用

底部投影MPSL屬于約束表面曝光固化，針對約束表面固化層與窗口界面分離困難的難題，研究了固化層與窗口界面的粘結和分離機理，在此基礎上選用了具有低表面能的聚四氟乙烯（PTFE）材料制備了疏油分離界面并設計了滑動界面的分離機構，根據不同的應用需求，開發了相應的打印設備和工藝，在醫學骨科、珠寶首飾、動漫衍生品等多個領域推廣應用。

2.1 醫學骨科領域

該項工作主要是圍繞如何實現關節外科手術中個性化髖臼杯假體精準植入問題，從計算機輔助設計軟件，快速打印設備、耗材，術中定位器3個方面改良創新，開發出一套有針對性的結合髖臼定位器的手術器械系統，輔助臼杯假體個性化精準植入[18]。為探討臨床適用性，選擇了10例(10髖)行THA的髖臼形態嚴重畸形的髖關節骨關節炎患者的術前髖關節CT原始數據，將自主研發的系統在導入CT數據、重建模型、分割模型、調節臼杯植入位置、打印效率和精度等方面與以往常用的醫學CAD／RP設備進行比較分析。采用自主研發的底部投影MPSL設備和自主研發的生物相容且耐高溫消毒的光固化樹脂，制備出帶臼杯導向桿的髖臼三維實體模型，配合可調節的髖臼定位器實現術中定位導向，輔助術中確定髖臼銼磨方向和確定髖臼銼磨深度和假體植入的深度，如圖9所示。同時也借助3D打印復制病變骨模型進行術前三維分析，充分了解髖臼的形態特征、評估骨質缺損程度以及設計臼杯安裝位置，提高了術中臼杯型號選擇和植入位置判斷準確性，利用3D打印導航手術定位器械，實現個性化精準植入臼杯假體。

圖9 光固化3D打印帶匹配定位的髖臼實體及手術應用

2.2 珠寶首飾行業

盡管十多年前3D打印就進入珠寶首飾行業，但應用局限用于起版。近年來，由于消費者對珠寶首飾款式的多元化和個性化需求的增長、企業降低生產成本和提高生產效率的迫切需求以及近年3D打印設備和耗材價格的大幅度下降，使得3D打印技術迅速進入珠寶首飾的設計和生產環節，為消費者提供高效便捷的私人定制。利用自身的技術優勢，結合珠寶首飾生產企業需求，開發了設計師及批量生產使用的MPSL系列設備、配套耗材，特別是針對珠寶首飾樹脂打印件的熔模特性，開發了樹脂消失模精密鑄造工藝，為珠寶首飾的設計和生產提供整套解決方案。在深圳、廣州番禺等地珠寶首飾設計機構和生產企業推廣應用，促進了將3D打印思維與設計思維融合，解放設計師受生產工藝限制的設計思想，使珠寶設計更容易實現時尚的個性化定制。圖10所示為光固化3D打印的首飾樹脂模及消失模鑄造制品。

圖10 光固化3D打印的首飾樹脂模及消失模鑄造制品

2.3 動漫衍生產品

近年來，隨著動漫手辦市場和動漫偶像DIY的迅猛發展，越來越多的動漫機構和個人愛好者利用3D打印技術把自己獨具匠心的創意設計快速、立體地展現出來，實現了從思維意識形態轉變成實體三維模型的過程，為創意、構思快速驗證和市場響應提供強有力的支持，簡化了傳統動漫衍生產品的開發中需要多種工藝流程，既滿足了動漫手辦愛好者們的需求，又推動了動漫產業的變革。開發了采用大尺寸LCD屏作投影掩模的MPSL設備，為解決動漫衍生產品開發制作提供了關鍵的技術方法，打印作品完美展示出各種的設計細節并大大降低了使用成本。圖11所示為光固化3D打印動漫雕塑。

圖11 光固化3D打印動漫雕塑

3 高速光固化3D打印技術新進展

目前光固化3D打印設備利用振鏡掃描或者掩模投影技術控制曝光區域，使樹脂在可控的曝光區域內逐層固化，通過逐層固化疊加后生成三維物件。低的打印速度帶來的問題就是制造效率低，時間成本高，很難用于批量生產。連續光固化3D打印是近年出現的一種非常重要高速打印新技術，以美國北卡羅萊納州大學Joseph M DeSimone教授研究團隊[12]開發的連續液面生長CLIP技術和該技術產業化為帶動，陸續出現了幾種不同工藝路線實現的高速光固化3D打印技術，對光固化3D打印技術進入產品的規模化生產起了積極的推動作用。

3.1 連續液面成型

2015年，北卡羅萊納州大學Joseph M DeSimone教授研究團隊[12]提出了連續液面成型(Continuous Liquid Interface Production，CLIP)的方法，CLIP利用了丙烯酸樹脂中氧氣導致自由基猝滅的氧阻聚效應，在透氧樹脂槽底窗口和固化區之間產生一層很薄的未固化液態樹脂區域(稱為“阻聚區”或“死區”)，而輻射光仍然可以透射通過死區，在上方繼續產生聚合作用，避免了固化層與底部窗口的粘連，如圖12所示。CLIP將原來底部投影的MPSL工藝中，固化層與約束基板的剝離由固-固分離轉變為固-液分離，從而大大減小工件提拉的粘附力，將打印速度提高了數十倍到百倍，理論上有提高到1 000倍的潛力。

CLIP工藝是通過“死區”實現固化層與窗口分離和樹脂的填充，但“阻聚區”層厚小于20 mm，吸附效應限制樹脂回填速度，CLIP工藝對樹脂流動性要求非常高，所以樹脂填充成為制約CLIP生產效率一步提高的重要因素。CLIP工藝雖然解決了固化層與約束表面的粘結問題，打印提拉速度目前難以超過1 000 mm/h。

3.2 快速連續打印

2019年，美國密歇根大學Martin P de Beer等[19]開發出一種“快速連續打印”新方法（Rapid Continuous Additive Manufacturing，RCAM），它可以彌補以CLIP為代表的光固化技術的缺陷，實現百倍速打印實體物件，這項新技術的獨特之處在于：在一種具有不同波長響應的光抑制劑和光引發劑的材料中，使用2個光源（分別為波長365 nm的UV LED和波長為458 nm的Blue DLP光源），其中第1個光源（458 nm）引發樹脂固化，而第2個光源（365 nm）則負責抑制樹脂固化。通過使用第2個光源來抑制樹脂固化，替換氧氣導致自由基猝滅產生的“阻聚區”，該方法可以在已固化層與窗口之間產生達到毫米級厚“抑制區”，使得樹脂的回流速度可以提高數千倍。顯然，這種方法目前使用的打印材料仍有限，要求材料在抑制波長能產生明顯的抑制聚合時，在引發波長必須保持足夠高的聚合率。圖13所示為CAM 3D打印原理。

圖12 CLIP 3D打印原理

圖13 CAM 3D打印原理

3.3 計算軸向光刻

2019年，加州大學伯克利分校Brett E Kelly等[20]介紹一種基于反向CT的“計算軸向光刻”（Calculated Axial Lithography，CAL）3D打印技術，可以在幾十秒光照下可打印出一個完整的人像。如圖14所示，其原理是根據一個模擬的3D物體，從多個角度計算出一系列的反向CT圖像并通過DLP投影到裝有丙烯酸酯光固化樹脂的旋轉容器上，當投影不同角度的反向CT圖像時，容器也以相應的角度旋轉。當吸收的能量達到閾值時，丙烯酸酯就會發生聚合反應成為固體。相對于CLIP打印技術，CAL打印技術快很多，打印一個40 mm高度的3D人像，幾十秒就可以完成。此外，CAL技術的優勢還包括：無需支撐機構，可打印不連續的結構，因打印過程中對介質的流動性沒有要求，也可以在已有的物體外生成新的結構。這意味著CAL的內在特征適用于大批量生產，預計打印部件的尺寸可達到0.5 m，而可分辨的特征長度為亞毫米。CAL還可加工具有弱吸收光敏樹脂，因而可在光學零件加工中有潛在的應用前景。其缺點是，模擬物體的反向CT圖像算法相當復雜和不適用于非透明材料打印。

圖14 CAL 3D打印原理

3.4 流動液面控熱的大面積快速打印

2019年，美國西北大學David A Walker等[21]開發出“流動液面控熱的大面積快速打印”（High-area Rapid Printing，HARP），如圖15所示。在連續、高速光固化3D打印中，影響打印速度的因素除了固化層分離和打印區樹脂回流外，樹脂聚合反應產生的熱量如何有效散發也是一個重要的限制因素。該技術在樹脂槽窗口面設計可以使氟化油（全氟聚醚共聚物）產生流動界面的結構，利用氟化油低表面能不與固化層粘結和流動氟化油能把聚合產生的熱量有效帶走散發的特點，實現大面積物件的快速打印，流動的氟化油通過冷卻單元進行循環。橫向打印面積為5 cm×5 cm時，垂直打印速度為120 mm/s。HARP技術利用氟化游的流動界面實現“液-液”接觸分離方式，流動分離液能有效解決固化層與窗口粘接問題并擴散樹脂聚合產生的熱量。其缺點是流動界面復雜難以控制，高速打印對流動分離液拖曳會導致打印精度嚴重下降。

圖15 HARP 3D打印原理

3.5 多焦點雙光子直寫

2020年，德國卡爾斯魯厄理工學院Vincent Hahn等[22]發表了基于雙光子聚合“快速組裝小材料體素成為大尺寸3D超材料”的研究進展，開發出一種快速多焦點雙光子直寫打印技術（Rapid Multifocus Two-Photon Printing，RMTPP）和系統，如圖16所示，該系統將一束激光用一個衍射光學元件（DOE）分成9束，所有這些“子光束”都獨立但同時移動，每個子光束聚焦在光聚合物的不同區域上，使每秒打印大約1 000萬個毫米級的體素成為可能，研究工作在提高體素（voxel）打印速率和體素分辨率兩個主要技術參數取得了突破。該系統以亞微米級的精度打印厘米級尺寸的物件，可以應用于光學、光子學、材料科學、生物工程和安全工程等領域，但該系統相當復雜并昂貴，不適合工業制品和日常用品的用途。

圖16 RMTPP 3D打印原理示意圖

4 結束語

掩模投影面MPSL是高光固化3D打印發展的方向，近年迅猛發展的高速光固化3D打印技術，已展現出其在精密鑄造型模、醫學/牙科、精密機械零件和日用消費品制造等方面有廣闊的應用前景。要實現MPSL更高的打印速度，認為需要從以下3個方面創新突破。

（1）空間光調制器是掩模投影的核心器件，目前可供使用的有數字微鏡器件（DMD）、硅基液晶器件（LCOS）和液晶顯示屏（LCD）。LCD最早被用，但其紫外光通過率僅有12.5%，對比度也較低，使用壽命較短，在工業領域已較少使用；LCD最大的優勢是價格極其便宜，一塊帶驅動電路的2k彩屏也僅幾百元，且使用LCD的光固化3D打印機打印出來的物件精度也很高，在對速度要求不高的應用場景有非常大的市場空間。LCOS可以被看作是反射式LCD，但它有比LCD更大的開口率，硅基上用CMOS工藝制備的微反鏡表面比DMD更平滑，但對比度不高仍帶來使用上的問題，目前的性價比也低于DMD。DMD是目前MPSL、MPmSL使用主流的器件，其開口率高達91%（LCD僅有57%）、光反射率達88%，光利用率和對比度都很高，微鏡的調制速度為20 ms（LCD為20 ms），這意味著可以有更高的投影幀率配合實現高速打印。在更大尺寸、更高像素數的DMD芯片沒商用之前，可以考慮拼接和/或像素位移的方式實現大尺寸精細的打印。

（2）光固化樹脂材料的特性是影響打印速度的重要因素之一，如丙烯酸酯的光聚合涉及C==C雙鍵和C==O雙鍵裂解轉換，自由基鏈式聚合一旦引發，分子量迅速增加，導致體系黏度急劇增大，凝膠點提前，鏈運動困難，因此存在雙鍵轉化率較低而影響固化速度。一種解決途徑是加入可以和丙烯酸酯共聚的巰基單體，將凝膠點延遲，因此雙鍵轉化率增加，丙烯酸酯與巰基單體共聚還能有效改善固化收縮率、熱和機械性能。

（3）打印過程中的快速提拉吸附力，樹脂回流填充，樹脂散熱等工藝問題也是制約進一步提高打印速度的重要因素。提高樹脂槽界面的超滑特性可以降低工件的提拉吸附力和提高樹脂的回流填充速度，兩種可行方法是：一是在樹脂槽窗口的表面上用電化學沉積、界面聚合、合成涂層等方法構建一層異質多孔結構層，再灌注氟化油進一步獲得超滑特性；二是用飛秒激光直接在窗口材料表面上構建多孔結構，實現穩定的超滑特性。