Китайские ученые из Университета Цинхуа достигли значительного прогресса в аддитивных технологиях, представив способ 3D-печати, позволяющий изготавливать детали сложной конфигурации всего за 0,6 секунды. Эта разработка позволяет решить проблему, которая обычно возникает между скоростью и точностью 3D-печати.
Долгое время прогресс в области 3D-печати сдерживался компромиссом: высокая точность подразумевала длительное время ожидания, а быстрое создание детали – неизбежную потерю качества. Китайские исследователи предложили инновационное решение, которое кардинально меняет этот подход. Вместо традиционного послойного построения их технология использует многомерные голографические световые поля для моментального создания прочной структуры.
DISH – это проект, относящийся к современным методам аддитивного производства, основанным на объемной печати. В отличие от традиционных 3D-принтеров, которые работают как строитель, последовательно накладывая слои, новая система функционирует как сложный проектор. Она использует голографические световые поля, воздействуя на фотополимерную смолу в ёмкости и одновременно затвердевая весь трехмерный объект. Благодаря отсутствию движущихся печатающих головок и исключению этапа высыхания слоев, технология обеспечивает значительно более высокую скорость печати.
Метод DISH использует быстро вращающееся перископ для направления света под различными углами, что устраняет необходимость физического вращения контейнера с фотополимерной смолой. В основе системы лежит последовательная оптимизация голограмм, обеспечивающая высокое качество печати. Разрешение технологии составляет 12 микрометров – это приблизительно одна пятая диаметра человеческого волоса – при этом она позволяет создавать детали с точностью 19 микрометров во всем рабочем объеме, достигающем одного сантиметра, что существенно превышает возможности обычных объективов.
Печать происходит со скоростью 333 кубических миллиметра в секунду, что позволяет создавать миллиметровые изделия с высокой точностью. Разработка была успешно проверена с использованием акрилатов с различной степенью вязкости.
Новая технология обладает огромным потенциалом для использования в различных сферах. В высокотехнологичных отраслях она способна кардинально изменить процесс изготовления сложных изделий, например, модулей камер для мобильных телефонов или компонентов для фотонных компьютеров. В биомедицине метод позволит оперативно создавать подробные модели биологических тканей. В робототехнике DISH даст возможность разрабатывать микророботов и гибкую электронику со сложными изогнутыми конструкциями, которые ранее было трудно изготовить. Китайские ученые представили результаты 12 февраля в научном журнале Nature.