Prisvärd precision: innovativ tvålaserteknik för avancerade högupplösta 3D-printade strukturer i ny studie

StockholmForskare har utvecklat en ny 3D-utskrivningsteknik som använder två lasrar. Denna nya metod möjliggör mer exakt och billigare utskrift av detaljerade strukturer. Den tidigare metoden, kallad två-foton-polymerisation (2PP), var precis men dyr eftersom den förlitade sig på kostsamma femtosekundlasrar.

Jag vill ha det här stycket omskrivet på ett annat sätt på svenska. Översätt inte ord för ord.

Viktiga fördelar med den nya tekniken:

• Lägre tryckkostnader
• Ökad tryckhastighet
• Förbättrad precision
• Använder befintliga femtosekundlasersystem för 3D-utskrift

Forskare vid Purdue University, under ledning av Xianfan Xu, har upptäckt en billigare metod genom att använda två typer av lasrar tillsammans. De använde en lågkostnadslaser som avger synligt ljus och en femtosekundlaser som avger infraröda pulser. Denna kombination hjälper till att minska den kraft som krävs från femtosekundlasern.

Forskarna publicerade sina resultat i Optics Express från Optica Publishing Group. De upptäckte att användningen av två lasrar sänker effekten hos femtosekundlasern med upp till 50%. Den nya metoden utnyttjar enkel-fotonabsorption från en 532 nm laser och två-fotonabsorption från en 800 nm laser.

Xu förklarade att 2PP härdar ett ljuskänsligt material i 3D med hjälp av ljus. Innan utskriften påbörjas aktiverar en mycket snabb laser en kemisk reaktion. Den nya metoden använder istället en billigare laser för detta steg.

Läs också:

Idag · 04:05

Vikingarna: pionjärer i handeln med valrossbetar i Arktis

Forskarna utvecklade en ny matematikbaserad metod för att bättre förstå ljusinducerade kemiska reaktioner och för att balansera två lasrar. Med denna metod kunde de justera styrkan hos en mycket snabb laser utan att äventyra utskriftskvaliteten.

Efter att ha gjort justeringar använde de mindre laserenergi för att skriva ut olika 2D- och 3D-strukturer. De skapade detaljerade staplar i trä, en liten sfärisk struktur, en spiralform och en knut med tre öglor.

Xu påpekade att högupplöst 3D-utskrift är viktig inom flera områden. Denna teknik används för att skapa 3D-elektronik, små robotar för medicinska ändamål och strukturer för odling av vävnader. Deras nya metod kan integreras i många befintliga 3D-skrivare med femtosekundlaser.

Teamets experimentella resultat är lovande. De lyckades minska energiförbrukningen för en femtosekundslaser med upp till 80% för 2D-strukturer och omkring 50% för 3D-strukturer. Denna förbättring kan få stor inverkan på tillverkningsprocesser.

Xu nämnde att deras arbete skulle kunna påverka utvecklingen av konsumentelektronik och hälsovårdsprodukter. Teamet jobbar nu på att göra tryckprocessen snabbare och mer kostnadseffektiv. Denna nya metod kan revolutionera 3D-utskrift och göra noggrann tillverkning mer tillgänglig och prisvärd.