Голографія перетворила післяйну 3D-печатку в об'ємну

Розроблена технологія голографічного лазерного 3D-друку, що дозволяє друкувати об'ємні об'єкти складної форми в одну стадію, а не післяйно, що значно зменшує час друку. Вона заснована на використанні трьох перпендикулярних лазерних променів, в місцях перетину яких фотополімер затвердіває раніше, ніж в інших. Вчені показали, що в деяких випадках на друк таким методом йде кілька секунд, повідомляється в дослідженні, опублікованому в журналі.

Зазвичай під час друку друкуюча головка або лазерний промінь послідовно переміщується вздовж шару об'єкта, а потім повторює цю процедуру для кожного шару. Це дозволяє створювати об'єкти дуже складної форми, які іноді неможливо отримати за допомогою виливки в форму або інших традиційних методів. Але такий підхід має і недолік - через постійне переміщення в площині шару і між шарами принтер витрачає дуже багато часу навіть на створення відносно невеликих об'єктів.

Дослідники під керівництвом Крістофера Спадаччини (Christopher Spadaccini) з Ліверморської національної лабораторії США розробили новий метод 3D-друку, який дозволяє друкувати весь об'єкт за один етап, що значно прискорює процес друку. У ньому як сировина для друку використовується фотополімер, який затвердіває при опроміненні інтенсивним світлом певної довжини хвилі. Цей полімер поміщається в кювету і опромінюється лазером.

Для того, щоб надати друкованому об'єкту потрібну форму, дослідники зібрали установку, в якій лазерний промінь потрапляє на просторовий модулятор, що змінює його фазу, а потім розщеплюється на три промені, які потрапляють в кювету перпендикулярно один до одного. Оскільки фотополімер затвердіває не миттєво, спочатку застигають тільки його частини, що знаходяться на перетині променів. Таким чином вчені домоглися друку всього виробу одночасно, а не післяйно.

За рахунок такої техніки вчені змогли надрукувати об'єкти з роздільною здатністю близько декількох сотень мікрометрів за кілька десятків секунд. Вони вважають, що в майбутньому дозвіл можна буде збільшити до 20 мікрометрів.

Нещодавно дослідники з Ліверморської національної лабораторії розробили нову технологію 3D-друку металом, в якій лазерний промінь одночасно спекає цілий шар матеріалу, а не послідовно проходить по його поверхні. А інші американські інженери прискорили в кілька разів швидкість 3D-принтерів, що використовують метод післяйного наплавлення, оптимізувавши конструкцію друкуючої головки.