Вчені створили 3D-принтер який друкує деталі за 20 секунд без швів між шарами
Дослідники з Університету Юти розробили принципово новий підхід до 3D-друку, який дозволяє виготовляти деталі за ~20 секунд без характерних для пошарової печатки слабких місць на межах шарів. Замість послідовного нанесення матеріалу технологія застосовує наномаску, що перетворює лазерний промінь на голографічний малюнок потрібної форми — і вся структура твердіє одночасно.
Роботу очолили професор кафедри електротехніки та обчислювальної техніки інженерного коледжу Прайса Раджеш Менон і Дажун Лін. Команді вдалося продемонструвати створення кількох мікроструктур, зокрема масивів мікротрубок діаметром до 6 мікрометрів.
В основі методу лежить фотолітографія — технологія, добре відома з виробництва мікросхем. Матеріал SU‑8, що складається з довгих полімерних ланцюжків, під дією лазера зшивається і твердіє, а необроблені ділянки потім видаляються, залишаючи лише потрібну форму. Головна складність полягала в тому, щоб перенести цей принцип із двох вимірів у три.
Проблема полягала у поведінці світла всередині матеріалу. SU‑8 не є ідеально прозорим: лазерний промінь відхиляється, розсіюється і втрачає точність. Команда Менона вирішила це завдання за допомогою наноструктурованої лінзи-маски, яка компенсує розсіювання і спрямовує лазерну енергію лише у потрібні ділянки. За словами Менона, «наномаска працює як форма для печива, що вирізає складний малюнок із товстого шару матеріалу, поки лазер одночасно запікає його зсередини».
Наразі технологія фактично є «розширеним 2D-друком»: дослідники точно керують формою у двох вимірах, а потім витягують її у третій напрямок. Завдяки цьому вдалося отримати складні мікроструктури зі співвідношенням розмірів до 120:1.
Під час випробувань решітчасті масиви мікротрубок витримали навантаження на стиснення, а також продемонстрували здатність транспортувати рідини завдяки капілярному ефекту — без жодного зовнішнього тиску.
Наступний крок для команди — перехід від «витягнутих мікроструктур» до повноцінного тривимірного друку з контролем форми в усіх трьох вимірах. Якщо це вдасться, технологія зможе радикально прискорити виготовлення складних мікродеталей, для яких зараз потрібні години пошарової роботи.
Источник: noworries.news