Китайские учёные установили новый рекорд скорости 3D-печати
Исследовательская группа из Университета Цинхуа в Китае совершила прорыв в области аддитивных технологий, разработав метод трёхмерной печати, который позволяет создавать сложные объекты всего за 0,6 секунды, преодолевая традиционное противоречие между скоростью и точностью процесса.
На протяжении многих лет развитие 3D-печати было ограничено необходимостью выбора: высокая точность требовала многих часов ожидания, а быстрое изготовление детали неизбежно вело к потере качества. Учёные из Китая предложили решение, которое полностью меняет этот принцип. Вместо классического послойного нанесения материала их технология использует высокомерные голографические световые поля для мгновенного формирования твёрдой структуры.
Разработка, получившая название DISH, относится к передовому направлению объемной аддитивной печати. Если обычный 3D-принтер работает подобно строителю, терпеливо выкладывающему один слой за другим, то новая система функционирует как сложный проектор. Она манипулирует голографическими световыми полями внутри ёмкости с фотополимерной смолой, затвердевая весь трёхмерный объект одновременно. В этом процессе отсутствуют движущиеся печатающие головки и необходимость ожидания высыхания слоёв, что обеспечивает беспрецедентную скорость.
Метод DISH предполагает использование высокоскоростного вращающегося перископа для проецирования света под разными углами, что избавляет от необходимости физически вращать саму ёмкость со смолой. Система основана на итеративной оптимизации голограмм, что позволяет сохранять исключительную чёткость печати. Разрешение технологии достигает 12 микрометров — это примерно одна пятая толщины человеческого волоса, — при этом она способна создавать детали с точностью 19 микрометров во всем рабочем диапазоне в один сантиметр, что значительно превосходит возможности стандартных объективов.
Скорость печати составляет впечатляющие 333 кубических миллиметра в секунду, что делает возможным изготовление миллиметровых объектов с экстремальной точностью. Исследователи успешно протестировали свою разработку с акрилатными материалами различной вязкости.
Потенциальные области применения новой технологии чрезвычайно широки. В высокотехнологичных секторах она может произвести революцию в производстве сложных компонентов, таких как модули камер для смартфонов или элементы фотонных вычислителей. В биомедицине метод открывает возможности для быстрого создания детализированных моделей биологических тканей. В робототехнике DISH позволит разрабатывать микророботов и гибкую электронику со сложными изогнутыми формами, создание которых ранее было затруднено. Результаты своей работы китайские учёные 12 февраля в научном журнале Nature.