Kostengünstige Präzision: neue 3D-Drucktechnik mit Zwei-Laser-System für hochauflösende Strukturen

BerlinForscher haben eine neue 3D-Drucktechnik entwickelt, die zwei Laser verwendet. Mit dieser Methode lassen sich genauere und kostengünstigere Drucke komplexer Strukturen herstellen. Die bisherige Methode, die als Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) bekannt ist, war zwar präzise, aber wegen der teuren Femtosekundenlaser sehr kostenintensiv.

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Oekraïne treft Russische olieraffinaderijen te midden van Moskou's maritieme verdedigingsclaims

während dies ein guter Titel ist:

Oekraïne valt Russische olieraffinaderijen aan, Moskou beweert succesvolle verdediging op zee

Wesentliche Vorteile der neuen Methode:

• Geringere Druckkosten
• Höhere Druckgeschwindigkeit
• Verbesserte Präzision
• Kompatibel mit bestehenden Femtosekunden-Laser-3D-Drucksystemen

Forscher der Purdue University unter der Leitung von Xianfan Xu haben eine kostengünstigere Methode entdeckt, indem sie zwei Lasertypen kombinieren. Sie verwendeten einen günstigen Laser, der sichtbares Licht aussendet, und einen Femtosekundenlaser, der Infrarotimpulse erzeugt. Diese Kombination reduziert die benötigte Leistung des Femtosekundenlasers.

Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in Optics Express der Optica Publishing Group. Sie entdeckten, dass die Nutzung von zwei Lasern die Leistung des Femtosekundenlasers um bis zu 50 % reduziert. Die neue Methode verwendet Einzelphotonenabsorption mit einem 532 nm Laser und Zwei-Photonen-Absorption mit einem 800 nm Laser.

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Xu erklärte, dass das 2PP-Verfahren ein photosensitives Material dreidimensional mithilfe von Licht härtet. Vor dem Druck initiiert ein superschneller Laser eine chemische Reaktion. Bei der neuen Methode wird stattdessen ein kostengünstigerer Laser verwendet.

Die Forscher entwickelten eine neue mathematische Methode, um chemische Reaktionen, die durch Licht ausgelöst werden, besser zu verstehen und um zwei Laser auszugleichen. Mit dieser Methode konnten sie die Leistung eines sehr schnellen Lasers verändern, ohne die Druckqualität zu beeinträchtigen.

Nach einigen Anpassungen verwendeten sie weniger Laserleistung, um verschiedene 2D- und 3D-Strukturen zu drucken. Sie stellten detaillierte Holzstapel, eine kleine kugelförmige Struktur, eine verdrehte Form und einen starken Knoten mit drei Schlaufen her.

Xu betont die Bedeutung von hochauflösendem 3D-Druck für verschiedene Bereiche. Er findet Anwendung in der Herstellung von 3D-Elektronik, winzigen medizinischen Robotern und Strukturen zum Gewebeaufbau. Ihre neue Methode lässt sich in viele aktuelle Femtosekundenlaser-3D-Drucker integrieren.

Die experimentellen Ergebnisse des Teams sind vielversprechend. Sie konnten die benötigte Leistung eines Femtosekundenlasers für 2D-Strukturen um bis zu 80% und für 3D-Strukturen um etwa 50% reduzieren. Diese Verbesserung könnte erheblichen Einfluss auf die Fertigungsprozesse haben.

Xu erklärte, dass ihre Arbeit Einfluss auf die Entwicklung von Unterhaltungselektronik und medizinischen Geräten haben könnte. Das Team arbeitet derzeit daran, den Druckprozess schneller und kostengünstiger zu gestalten. Diese neue Methode hat das Potenzial, den 3D-Druck zu revolutionieren und so präzise Fertigung zugänglicher und erschwinglicher zu machen.