Nowe badanie: Oszczędność i wydajność dzięki dwóm laserom w wysokorozdzielczej drukarce 3D

WarsawBadacze z Uniwersytetu Purdue opracowali nową metodę wykorzystania dwóch laserów do druku 3D, co pozwala na tańszą produkcję szczegółowych struktur. Zazwyczaj dwufotonowa polimeryzacja wymaga drogich laserów femtosekundowych, które precyzyjnie utwardzają materiały, ale są bardzo kosztowne. Według lidera zespołu badawczego, Xianfana Xu, wysoka cena jest powodem, dla którego ta technologia nie jest powszechnie stosowana w produkcji.

Nowa metoda wykorzystuje tańszy laser emitujący światło widzialne oraz szybki laser emitujący światło podczerwone. Dzięki temu zapotrzebowanie na energię kosztownego szybkiego lasera zmniejsza się o nawet 50%. W efekcie proces drukowania 3D staje się bardziej opłacalny i można go stosować w większej liczbie aplikacji.

Xu wskazał, że drukowanie 3D o wysokiej rozdzielczości znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak:

• Elektroniczne urządzenia 3D
• Mikroroboty używane w medycynie
• Struktury 3D oraz rusztowania do inżynierii tkankowej

Ich nowa metoda druku 3D może być łatwo wdrożona w istniejących systemach drukowania 3D z użyciem lasera femtosekundowego.

Zespół badawczy dążył do przyspieszenia i obniżenia kosztów druku. W tym celu zamiast drogiego lasera femtosekundowego wykorzystali tańszy laser w pierwszym etapie. Ten etap zmniejsza liczbę czynników blokujących w materiale przed rozpoczęciem druku.

Zobacz również:

Dzisiaj · 20:04

Miniaturowy chip MIT do kontroli cząstek za pomocą światła

Naukowcy opracowali nową technikę wykorzystującą dwa rodzaje laserów: laser nanosekundowy o długości fali 532 nm i laser femtosekundowy o długości fali 800 nm. Musieli znaleźć odpowiednią równowagę między działaniem obu laserów na materiał. W tym celu stworzyli nowy model matematyczny, który pomaga zrozumieć zaangażowane procesy chemiczne. Dzięki temu modelowi mogli obliczyć, jak lasery współpracują i zidentyfikować kluczowe procesy pozwalające na zmniejszenie mocy lasera femtosekundowego, jednocześnie uzyskując dobre wyniki drukowania.

Po udoskonaleniu swojej nowej metody, naukowcy przeprowadzili testy, tworząc różne projekty 2D i 3D. Udało im się skonstruować niewielkie struktury przypominające stos drewna o wymiarach 25 x 25 x 10 mikrometrów, a także miniaturową fulerenę, chiralną strukturę oraz węzeł trójlistny. Wyniki testów wykazały, że nowa metoda pozwoliła zmniejszyć zapotrzebowanie na moc lasera nawet o 80% dla projektów 2D i do 50% dla projektów 3D.

Ta nowa metoda druku może zrewolucjonizować sposób produkcji przedmiotów. Może wspierać tworzenie nowych urządzeń dla branży elektronicznej i opieki zdrowotnej. Tańsze drukowanie pozwala większej liczbie osób korzystać z wysokiej jakości druku 3D. Może to przyspieszyć rozwój nowych pomysłów w wielu dziedzinach.

Te badania mogą znacznie przysłużyć się małym firmom i samodzielnym wynalazcom. Obniżenie kosztów może ułatwić tworzenie szczegółowych prototypów 3D. Może to również umożliwić większej liczbie szkół dostęp do zaawansowanej technologii druku 3D, co sprzyja praktycznej nauce i powstawaniu nowych pomysłów.

Badacze dążą do przyspieszenia i obniżenia kosztów druku 3D. Jeśli osiągną sukces, technologia ta może stać się bardziej dostępna i stosowana w wielu branżach. Byłby to znaczny krok naprzód dla druku 3D, umożliwiając tworzenie złożonych, wysokiej jakości struktur.