Betaalbare precisie: innovatieve tweelaser-3D-printtechniek voor complexe structuren met hoge resolutie

AmsterdamOnderzoekers hebben een nieuwe 3D-printtechniek ontwikkeld die gebruik maakt van twee lasers. Met deze nieuwe methode kunnen gedetailleerde structuren nauwkeuriger en goedkoper worden geprint. De vorige methode, bekend als twee-foton polymerisatie (2PP), was weliswaar precies, maar ook duur vanwege het gebruik van kostbare femtoseconde-lasers.

Stel een aantrekkelijke en beknopte titel samen - bijvoorbeeld dit is een slecht voorbeeld van een Nederlandse titel:

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

terwijl dit een goed voorbeeld is:

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

Belangrijkste Voordelen van de Nieuwe Techniek:

• Lagere printkosten
• Snellere printtijd
• Hogere precisie
• Compatibel met bestaande femtoseconde-laser 3D-printsystemen

Onderzoekers van de Purdue Universiteit, onder leiding van Xianfan Xu, hebben een goedkopere methode ontdekt door twee soorten lasers te combineren. Ze gebruikten een goedkope laser die zichtbaar licht uitstraalt en een femtoseconde laser die infraroodpulsen afgeeft. Deze combinatie helpt om de benodigde energie van de femtoseconde laser te verlagen.

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in Optics Express van de Optica Publishing Group. Ze ontdekten dat het gebruik van twee lasers de kracht van de femtoseconde laser met wel 50% vermindert. De nieuwe methode maakt gebruik van enkel-fotonabsorptie door een 532 nm laser en twee-fotonabsorptie door een 800 nm laser.

Lees ook:

Vandaag · 07:58

Spraakherkenning verbetert voor parkinsonpatiënten via aandachtig leren

Xu legde uit dat 2PP een fotosensitief materiaal in 3D uithardt met behulp van licht. Voor het printen initieert een zeer snelle laser een chemische reactie. Bij de nieuwe methode wordt deze stap echter uitgevoerd met een goedkopere laser.

De onderzoekers hebben een wiskundige methode ontwikkeld om chemische reacties veroorzaakt door licht beter te begrijpen en om twee lasers in balans te brengen. Met deze methode konden ze de kracht van een zeer snelle laser aanpassen zonder dat de printkwaliteit eronder leed.

Na het aanbrengen van aanpassingen, gebruikten ze minder laservermogen om diverse 2D- en 3D-structuren te printen. Ze maakten gedetailleerde houten stapels, een kleine bolvormige structuur, een kronkelende vorm en een knoop met drie lussen.

Xu benadrukte dat 3D-printen met hoge resolutie van groot belang is voor diverse sectoren. Zo wordt het ingezet bij de productie van 3D-elektronica, kleine robots voor medische toepassingen en structuren voor weefselgroei. Hun nieuwe methode kan gemakkelijk worden geïntegreerd in veel bestaande femtoseconde laser 3D-printers.

De experimentele resultaten van het team zijn veelbelovend. Ze hebben het energieverbruik van een femtoseconde laser met wel 80% verminderd voor 2D-structuren en ongeveer 50% voor 3D-structuren. Deze verbetering zou een grote invloed kunnen hebben op productieprocessen.

Xu gaf aan dat hun werk de ontwikkeling van consumentenelektronica en medische apparaten kan beïnvloeden. Het team werkt momenteel aan het versnellen en goedkoper maken van het printproces. Deze nieuwe methode kan 3D-printing revolutioneren door precieze fabricage toegankelijker en betaalbaarder te maken.