به گزارش ایسنا، فناوری چاپ ۳بعدی در سالهای اخیر به سرعت پیشرفت کرده است. با این حال، این فناوری در یک رقابت طاقتفرسا گیر افتاده است. اگر چیزی دقیق میخواستید، باید ساعتها منتظر میماندید. اگر چیزی سریع میخواستید، باید جزئیات را فدا میکردید، اما این چالشها اکنون توسط یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه چینهوا در چین حل شدهاند.
این تکنیک جدید برخلاف چاپ نقطه به نقطه یا لایه به لایه، از میدانهای نوری هولوگرافیک با ابعاد بالا برای ایجاد یک ساختار جامد 3بعدی تقریباً بلافاصله استفاده میکند.
جالب اینجاست که میتواند اشیاء پیچیده در مقیاس میلیمتری را تنها در ۰.۶ ثانیه چاپ کند. علاوه بر این، چاپ 3بعدی جزئیات زیادی را حفظ میکند و اندازه ویژگیها به کوچکی ۱۲ میکرومتر است.
این فناوری با غلبه بر بدهبستان بین سرعت و دقت، راهحلی متحولکننده برای حوزههایی مانند زیستپزشکی و فناوری نانو ارائه میدهد و در عین حال میتواند راه را برای کاربردهای پیشرفته در الکترونیک انعطافپذیر، میکرورباتیک و ایجاد مدلهای بافت بیولوژیکی با جزئیات بالا هموار کند.
محققان در مقاله تحقیقاتی خود نوشتند: ما به تولید انبوه ساختارهای 3بعدی پیچیده و متنوع در مواد با ویسکوزیته پایین دست یافتیم و پتانسیل آن را برای کاربردهای گسترده در زمینههای مختلف نشان دادیم.
چاپ 3بعدی فوقالعاده سریع
این تیم تحقیقاتی، روش «سنتز نامنسجم دیجیتال میدانهای نوری هولوگرافیک»(DISH) را معرفی کرده است که پیشرفتی در تولید افزایشی حجمی(VAM) است.
چاپگرهای 3بعدی معمولی مانند یک بنّای صبور کار میکنند و هر بار یک لایه نازک از پلاستیک را روی هم میگذارند. این یک خزش مکانیکی و آهسته است.
با این حال، DISH بیشتر شبیه به یک پروژکتور پیشرفته عمل میکند. این دستگاه «میدانهای نوری هولوگرافیک» را دستکاری میکند تا یک شیء 3بعدی کامل را به شکل همزمان در یک ظرف رزینی حجاری کند. هیچ بازوی متحرکی، هیچ نازل کلیکی و هیچ انتظاری برای خشک شدن لایهها وجود ندارد.
روش DISH با استفاده از یک پریسکوپ چرخان پرسرعت برای تاباندن نور از زوایای مختلف، چاپ 3بعدی حجمی را پیشرفت میدهد و نیاز به چرخش فیزیکی ظرف رزین را از بین میبرد.
این روش از بهینهسازی تکراری هولوگرامها استفاده میکند. این سیستم وضوح تصویر ۱۹ میکرومتر را در محدوده یک سانتیمتر حفظ میکند که بسیار فراتر از محدودیتهای عمق میدان معمول لنزهای استاندارد است.
این امر به این فناوری اجازه میدهد تا اشیاء در مقیاس میلیمتری را با دقت بسیار بالا در کسری از ثانیه، صرف نظر از اینکه ماده ثابت است یا در حال حرکت، از طریق یک کانال سیال بسازد.
در این مطالعه آمده است: بهینهسازی تکراری هولوگرامها برای زوایای مختلف در DISH، وضوح چاپ ۱۹ میکرومتر را در محدوده یک سانتیمتر حفظ میکند که بسیار فراتر از عمق میدان عدسی شیئی است و امکان چاپ 3بعدی درجا با وضوح بالا از اشیاء در مقیاس میلیمتری را تنها در ۰.۶ ثانیه فراهم میکند.
مفید برای بخشهای مختلف
این تیم با موفقیت مواد اکریلات را در طیف وسیعی از ویسکوزیتهها آزمایش کرد.
طبق گزارشها، این سیستم با حفظ وضوح ۱۲ میکرومتر (تقریباً یک پنجم ضخامت موی انسان) به سرعت چاپ ۳۳۳ میلیمتر مکعب در ثانیه دست مییابد.
این پیشرفت میتواند با فعال کردن تولید انبوه سختافزارهای پیچیده مانند ماژولهای دوربین گوشیهای هوشمند و اجزای محاسبات فوتونی، بخش فناوری پیشرفته را تقویت کند.
در حوزه پزشکی نیز امکان ایجاد سریع مدلهای بافت بیولوژیکی با وضوح بالا را فراهم میکند، در حالی که در رباتیک، توسعه میکرورباتها و الکترونیک انعطافپذیر با هندسههای پیچیده و منحنی را تسهیل میکند.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
انتهای پیام