Ny ljusbaserad 3D-utskriftsteknik kan skriva ut komplexa modeller på 0,6 sekunder
Den ständiga avvägningen mellan hastighet och precision vid 3D-utskrifter har allvarligt begränsat dess användbarhet vid masstillverkning. Ett forskarlag från Tsinghua University, under ledning av akademikern Dai Qionghai, har dock löst denna kritiska flaskhals. Den nya DISH-tekniken (Digital Incoherent Synthesis of Holographic Light Fields), som publiceras i Nature, gör det möjligt att skriva ut högupplösta objekt i millimeterskala på 0,6 sekunder, vilket aldrig tidigare skådats.
Traditionell volymetrisk additiv tillverkning - som t.ex. beräkningsbaserad axiallitografi - kräver att det fysiska provet roterar 360°. Detta medför mekanisk instabilitet och tvingar fram användning av hartser med hög viskositet för att förhindra att objektet sjunker under den långa utskriftstiden.
DISH eliminerar helt denna brist genom att använda en annan metod. I stället för att snurra provet använder DISH ett höghastighetsroterande periskop som roterar upp till 10 gånger per sekund runt en stationär behållare. Denna stationära metod gör att hela den tredimensionella ljusintensitetsfördelningen kan projiceras på en gång genom en enda optisk plan yta. Följaktligen uppnår DISH en häpnadsväckande utskriftshastighet på 333 kubikmillimeter per sekund med en minsta utskriftsstorlek på 12 mikrometer.
Eftersom tillverkningen sker på bråkdelar av en sekund är tekniken helt kompatibel med material med låg viskositet, t.ex. vattenlösningar av PEGDA. Objektet stelnar långt innan gravitationen kan få det att sjunka. Forskarna har redan visat att man genom att integrera DISH med en fluidkanal kan få till stånd en kontinuerlig massproduktion av olika strukturer.
Detta genombrott på under en sekund banar väg för snabb tillverkning med hög kapacitet av fotoniska datorenheter, kameramoduler för smartphones, mikrorobotar och mycket detaljerade biologiska vävnadsmodeller.
