Nowa technologia druku 3D oparta na świetle może drukować złożone modele w 0,6 sekundy

Utrzymujący się kompromis między szybkością a precyzją druku 3D poważnie ograniczył jego użyteczność w masowej produkcji. Jednak zespół badawczy z Uniwersytetu Tsinghua, kierowany przez akademika Dai Qionghai, rozwiązał to krytyczne wąskie gardło. Opublikowana w czasopiśmie Nature, ich nowa technologia cyfrowej niespójnej syntezy holograficznych pól świetlnych (DISH) drukuje milimetrowe obiekty o wysokiej rozdzielczości w niespotykanym dotąd czasie 0,6 sekundy.

Tradycyjna wolumetryczna produkcja addytywna - taka jak obliczeniowa litografia osiowa - wymaga, aby fizyczna próbka obracała się o 360°. Wprowadza to niestabilność mechaniczną i wymusza stosowanie żywic o wysokiej lepkości, aby zapobiec zatonięciu obiektu podczas wydłużonego czasu drukowania.

DISH całkowicie eliminuje tę wadę, stosując inne podejście. Zamiast obracać próbkę, DISH wykorzystuje szybki obrotowy peryskop, który obraca się do 10 razy na sekundę wokół nieruchomego pojemnika. To stacjonarne podejście pozwala na jednoczesną projekcję całego trójwymiarowego rozkładu natężenia światła przez pojedynczą płaską powierzchnię optyczną. W rezultacie DISH osiąga oszałamiającą szybkość drukowania 333 milimetrów sześciennych na sekundę przy minimalnym rozmiarze drukowanego elementu wynoszącym 12 mikrometrów.

Ponieważ wytwarzanie jest zakończone w ułamkach sekundy, technologia ta jest w pełni kompatybilna z materiałami o niskiej lepkości, takimi jak wodne roztwory PEGDA. Obiekt zestala się na długo przed tym, jak grawitacja może spowodować jego zatonięcie. Naukowcy wykazali już, że integracja DISH z kanałem fluidalnym umożliwia ciągłą masową produkcję różnorodnych struktur.

Ten trwający poniżej sekundy przełom toruje drogę do szybkiej, wysokowydajnej produkcji fotonicznych urządzeń komputerowych, modułów kamer smartfonów, mikrorobotów i bardzo szczegółowych modeli tkanek biologicznych.