У стінах Tsinghua University китайські інженери здійснили вагомий прорив у сфері адитивного виробництва, представивши інноваційний підхід до створення мікрооб’єктів за допомогою 3D-друку. За інформацією, оприлюдненою виданням TechSpot, нова технологія дозволяє формувати складні просторові структури практично миттєво, що може докорінно змінити уявлення про швидкість і точність сучасного виробництва.
Класичні методи 3D-друку базуються на пошаровому нанесенні матеріалу. Такий підхід, хоча й забезпечує високу деталізацію, залишається відносно повільним, особливо коли йдеться про мікроскопічні конструкції або вироби зі складною геометрією. Кожен шар потребує окремого формування, затвердіння та позиціонування, що обмежує масштабування технології для промислових і наукових потреб.
На відміну від класичних 3D-принтерів, які створюють об’єкт шар за шаром за допомогою механічних елементів, система DISH проєктує тривимірне голографічне світлове поле безпосередньо в об’єм фотополімерної смоли. У результаті вся структура твердне одночасно, що дозволяє уникнути тривалого процесу друку.
Технологія використовує високошвидкісний обертовий перископ, який спрямовує світло під різними кутами всередину резервуара зі смолою. Завдяки цьому немає потреби обертати саму ємність. Перекриття голографічних світлових полів формує точні мікроструктури, які додатково оптимізуються за допомогою обчислювальних алгоритмів.
Система забезпечує роздільну здатність до 19 мікрометрів у межах глибини одного сантиметра та зберігає деталізацію до 12 мікрометрів — приблизно у п’ять разів тонше за людську волосину. Під час випробувань дослідникам вдалося створювати повністю сформовані тривимірні об’єкти лише за 0,6 секунди, досягаючи швидкості до 333 кубічних міліметрів за секунду без втрати точності.
Поєднання високої швидкості та мікрометрової точності дозволяє усунути компроміс між продуктивністю та деталізаціією, який довгий час вважався неминучим у 3D-друці. Це відкриває нові можливості для біомедицини — зокрема для швидкого створення моделей тканин у дослідженнях лікарських препаратів та регенеративній медицині.
Крім того, у сфері мікроробототехніки та гнучкої електроніки технологія може забезпечити прямий друк складних вигнутих і взаємопов’язаних структур, які складно або неможливо виготовити традиційними методами. Гнучкість у виборі матеріалів, включно з акрилатами різної в’язкості, свідчить про потенціал масштабування для промислового виробництва компонентів фотоніки, камерних модулів і мікроелектромеханічних систем.