В лаборатории Tsinghua University китайские исследователи разработали новую технологию 3D-печати, которая позволяет создавать сложные микрообъекты практически мгновенно, сообщает TechSpot. Разработка призвана преодолеть одно из главных ограничений традиционного аддитивного производства — медленность процесса и необходимость послойного формирования деталей.
Метод получил название Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields (DISH). В отличие от классических 3D-принтеров, которые постепенно выстраивают объект слой за слоем с помощью механических элементов, новая система проецирует трёхмерное голографическое световое поле непосредственно в объём фотополимерной смолы. В результате вся структура затвердевает одновременно, что позволяет избежать длительного процесса печати.
Nature
Система использует высокоскоростной вращающийся перископ, который направляет свет под разными углами внутрь резервуара со смолой, устраняя необходимость вращать саму ёмкость. Перекрытие голографических световых полей формирует точные микроструктуры, которые дополнительно оптимизируются с помощью вычислительных алгоритмов. Технология обеспечивает разрешение до 19 микрометров в пределах глубины одного сантиметра и позволяет сохранять детализацию до 12 микрометров, что примерно в пять раз тоньше человеческого волоса. Во время испытаний исследователи смогли создавать полностью сформированные трёхмерные объекты всего за 0,6 секунды, достигая скорости до 333 кубических миллиметров в секунду без потери точности.
Сочетание высокой скорости и микрометровой точности устраняет компромисс между производительностью и детализацией, который долгое время считался неизбежным в 3D-печати. Это открывает новые возможности для биомедицины, в частности для быстрого создания моделей тканей в исследованиях лекарственных препаратов и регенеративной медицине. В сфере микроробототехники и гибкой электроники технология может позволить непосредственно печатать сложные изогнутые и взаимосвязанные структуры, которые сложно или невозможно изготовить стандартными методами. Гибкость в выборе материалов, включая акрилаты разной вязкости, также свидетельствует о потенциале масштабирования для промышленного производства компонентов фотоники, камерных модулей и микроэлектромеханических систем.
