Ультраточная технология 3D-печати является ключевым фактором в производстве прецизионных биомедицинских и фотонных устройств. Однако существующие технологии печати ограничены своей низкой эффективностью и высокими затратами.
Профессор Ши-Чи Чен и его команда с факультета машиностроения и автоматизации Китайского университета Гонконга (CUHK) разработали технологию быстрой 3D-печати. Секрет заключается в процессе, называемом двухфотонной галитографией фемтосекундной проекции (FP-TPL).
Управляя лазерным спектром с помощью временной фокусировки, процесс 3D-печати выполняется параллельно слой за слоем, а не двухточечной записью.
Эта новая техника существенно увеличивает скорость печати 1.000-10.000 раз при одновременном снижении затрат на 98%. Результат. был недавно опубликован в наукеподтверждая технологический прорыв, который переносит наноразмерную 3D-печать в новую эру.
Традиционная технология наноразмерной трехмерной печати, то есть двухфотонная полимеризация (ТФП), работает в режиме точечного сканирования. Поэтому даже объект размером в сантиметр может занять несколько дней или недель (скорость строительства ~ 3 мм0,1 / час).
Процесс требует времени и денег, что препятствует практическому и промышленному применению.
Чтобы увеличить скорость, разрешение готового продукта часто приносится в жертву. Профессор Чен и его команда преодолели сложную проблему, используя концепцию временной фокус при котором по всей плоскости формируется программируемый фемтосекундный «световой лист». Это как если бы на плоскость одновременно проецировались миллионы лазерных точек. Другими словами, технология FP-TPL может производить весь слой за то время, пока система точечного сканирования создает одну точку.
Действительно, как молния, как миллионы молний
Технология FP-TPL вышла за пределы старые методы 3D-печати благодаря своей высокой скорости. Частично отвержденные детали быстро соединяются друг с другом, прежде чем они могут перейти в жидкую смолу, что позволяет изготавливать сложные и выступающие структуры в большом масштабе.
Профессор Чен сказал, что технология FP-TPL может быть полезна во многих областях. Например, нанотехнологии, современные функциональные материалы, микро-робототехника, медицинские приборы и доставка лекарств.
Благодаря значительно увеличенной скорости и снижению затрат технология FP-TPL потенциально может быть коммерциализирована и широко внедрена в будущем. Особенно, если возможно изготовление устройств среднего размера.
