3D-печать наноматериалов ускорили в 1000 раз

Американские инженеры устранили необходимость выбирать между скоростью аддитивной печати и разрешением. Предложенная ими технология позволяет за пару минут изготовить нанообъекты, на которые обычно уходило несколько часов. 

Существующие аддитивные технологии в наномасштабе применяют превращают фотополимерный материал из жидкого в твердый, направляя на него луч света диаметром около 700 — 800 нм. Поскольку это пятнышко должно аккуратно просканировать всю поверхность объекта, создание сложной 3D-структуры может занимать несколько часов.

Вместо того чтобы использовать единственный источник света, ученые из Технологического института Джорджии предложили одновременно задействовать миллион. Для этого они взяли фемтосекундный лазер и применили цифровую маску для создания необходимого светового узора на жидком полимерном материале. Высокоинтенсивный свет вызвал на нужных участках реакцию полимеризации.

Так, слой за слоем, возникли 3D-структуры. Затем, когда объект был готов, лишний жидкий полимер удалили. Объект, на печать которого обычно уходит несколько часов, был изготовлен за восемь минут.

Для демонстрации возможностей технологии исследователи напечатали структуры длиной один миллиметр, ширина и высота которых составила 100 на 100 микрон, а также множество других форм: колонны, кубы, трубки и спирали.

Использовался обычный полимерный материал, но технология будет так же работать с металлами и керамикой, обещают авторы.

Они видят ее применение в серийном производстве компонентов для электроники, например, смартфонов.

«Обычно нужно выбирать между скоростью и разрешением, — объяснил Сурабх Саха, руководитель проекта. — Если нужен быстрый процесс, разрешение понижается. Мы нарушили этот инженерный компромисс и научились печатать самые мелкие детали в 1000 раз быстрее».