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 из Департамента машиностроения и автоматизации Гонконгского университета Китая (CUHK) разработали технологию быстрой 3D-печати. Секрет заключается в процессе, называемом фемтосекундной проекционной двухфотонной галитографией (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 в котором по всей плоскости формируется программируемый фемтосекундный «световой лист». Как будто на плоскость одновременно проецируются миллионы лазерных фокусов. 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.
