Лазерный мир

Группа исследователей из Технологического института Карлсруэ (KIT), Гейдельбергского университета (оба — Германия) и Технологического университета Квинсленда (Австралия) разработала специальную смолу и специализированный 3D-принтер, позволяющий быстро создавать микроструктуры.

«Существующие 3D-принтеры для микропечати используют двухфотонное поглощение, метод, впервые примененный Шоджи Маруо, — говорит Винсент Хан из Института прикладной физики KIT. — Большинство двухфотонных 3D-принтеров печатают воксели последовательно, по одному вокселю за раз. Чтобы распараллелить 3D-микропечать, мы позаимствовали концепцию «светового листа» (light sheet), широко используемую в микроскопическом сообществе, который представляет собой плоский лазерный луч, похожий на «лист» света».

В большинстве методов фотополимерной 3D-печати для застывания смолы используется источник света с одной длиной волны (одного цвета). Но в данном случае смола, полученная учеными, застывает только при одновременном облучении светом двух разных цветов — красным и синим лазерными лучами, 660 и 440 нм соответственно.

«Синий лазер проецирует слои 3D-объекта и переводит смолу из первозданного состояния в инертное промежуточное состояние, — говорит Винсент Хан из Института прикладной физики KIT. — Затем лазерный луч в форме листа красного света запускает процесс затвердевания. Но во всех местах, не освещенных красным лазером, смола в конце концов релаксирует и возвращается из промежуточного состояния обратно в начальное состояние».

Этот процесс релаксации занимает время и может ограничить общую скорость печати. «Представленная нами смола релаксирует менее чем за миллисекунду, что более чем на три порядка быстрее, чем предыдущие смолы, — говорит Ханн. Как отмечается в статье, опубликованной в Nature (доступ платный), пиковая скорость печати достигнутая учеными составила 7 × 106 вокселей при объеме вокселя 0,55 кубических мкм.

Вместе со смолой команда также разработала специальный 3D-принтер, способный использовать быстрое время релаксации смолы. Этот принтер использует синие лазерные диоды для проецирования изображений в жидкую смолу через дисплей высокого разрешения с высокой частотой кадров, а красный лазер формируется в тонкий луч светового листа, который пересекает синий луч вертикально внутри смолы.

По словам Ханн, одной из проблем, к которой сейчас столкнулись ученые является потеря разрешения 3D-печати при длительной печати.

Источник: https://www.3dpulse.ru/news/nauchnye-razrabotki-tehnologii/issledovateli-sozdali-smolu-dlya-3d-mikropechati-zastyvayuschuyu-pod-deistviem-krasnogo-i-sinego-lazerov/