據(jù)《激光制造商情》了解,近日,德國(guó)卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院開(kāi)發(fā)的新型雙光子系統(tǒng)可以產(chǎn)生厘米級(jí)的物體,并帶有亞微米級(jí)的細(xì)節(jié)。
在過(guò)去的10年中,3D打印已經(jīng)走了很長(zhǎng)一段路,但是仍在發(fā)展中的一個(gè)領(lǐng)域是快速,精確地打印微米級(jí)的對(duì)象。
為了推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展,德國(guó)卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院(KIT)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新系統(tǒng),他們說(shuō)該系統(tǒng)可以快速生產(chǎn)出具有亞微米級(jí)細(xì)節(jié)的高精度,厘米級(jí)物體,其速度打破了目前的水平。世界紀(jì)錄。
該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種用于雙光子打印的系統(tǒng),其中激光束以計(jì)算機(jī)控制的方式通過(guò)液體光刻膠。在此過(guò)程中,僅使位于激光焦點(diǎn)上的材料暴露并硬化。
過(guò)去,人們一直認(rèn)為這種打印速度很慢,因?yàn)樗粧呙枰粋€(gè)激光點(diǎn),但是該團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)整工藝和技術(shù)設(shè)法消除了這個(gè)神話(huà),從事該項(xiàng)目的KIT研究人員Vincent Hahn告訴《設(shè)計(jì)新聞》。他告訴我們:“就每秒打印的體素而言,與基于投影的方法相比,雙光子打印也非????!?/p>
卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院(KIT)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種精密3D打印機(jī),該打印機(jī)也可以以驚人的速度工作。用新系統(tǒng)打印的超材料由微米級(jí)的復(fù)雜3D晶格結(jié)構(gòu)組成。
平行激光
通常,這種類(lèi)型的打印可以使用單個(gè)激光光斑每秒打印數(shù)十萬(wàn)個(gè)體素。盡管如此,該速度仍比圖形噴墨打印機(jī)慢近一百倍,這阻礙了該技術(shù)的廣泛使用。
盡管一些科學(xué)家試圖“并行化”激光光斑過(guò)程,以便它可以?huà)呙瓒鄠€(gè)光斑,以使該過(guò)程更快,更高效,但到目前為止,這些技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)降低了每秒的體素打印速度,哈恩告訴我們。
KIT團(tuán)隊(duì)與澳大利亞布里斯班的昆士蘭科技大學(xué)(QUT)的科學(xué)家合作,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種新系統(tǒng),該系統(tǒng)利用特殊的光學(xué)器件將激光束分為九個(gè)分光束,每個(gè)分光束都有一個(gè)焦點(diǎn)。
Hahn說(shuō),由此產(chǎn)生的設(shè)置允許所有分束一起工作,再加上其他技術(shù)改進(jìn),對(duì)于這種類(lèi)型的3D打印過(guò)程,分束可以比以往任何時(shí)候都更加精確,快速地工作。
他解釋說(shuō):“通過(guò)建立高度優(yōu)化的設(shè)置已經(jīng)解決了這一挑戰(zhàn),該設(shè)置可以打印多個(gè)激光點(diǎn)并保持很高的激光掃描速度。” “在構(gòu)建裝置時(shí),在光路上不損失太多激光功率非常重要?!?/p>
速度與精度
研究人員還可以對(duì)打印機(jī)中的激光掃描儀進(jìn)行水冷,并使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制,以?xún)?yōu)化其性能。
他們說(shuō),該團(tuán)隊(duì)?wèi){借其技術(shù)達(dá)到了約1000萬(wàn)像素每秒的3D打印速度,其性能已與圖形噴墨打印機(jī)相提并論。研究人員發(fā)表了論文對(duì)他們?cè)陔s志工作先進(jìn)功能材料。
為了不僅展示其技術(shù)的速度,還展示其技術(shù)的可靠性,該團(tuán)隊(duì)打印了一個(gè)60立方毫米大小的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),其細(xì)節(jié)可降至微米級(jí)。該對(duì)象包含超過(guò)3000億體素。
研究人員計(jì)劃繼續(xù)他們的工作以改進(jìn)技術(shù),以在激光打印過(guò)程中增加更多的焦點(diǎn)。
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