本发明属于3D打印技术领域，更具体地是，涉及一种一次成型3D打印装置。利用光学衍射元件以及时域聚焦飞秒投影实现一次成型的3D打印技术，采用光学衍射元件实现平面上不同位置在成像区不同深度的投影，从而实现分层体投影，一方面提高了打印速率，另一方面一次成型提高了结构稳固性及表面光滑度。此外，采用时域聚焦飞秒投影技术，通过双光子聚合可以实现更小特征尺寸的打印，同时时域聚焦为分层体投影提供了切层能力，防止层与层之间的投影图样串扰。