Purduen yliopiston tutkijat Yhdysvalloissa ovat kehittäneet uuden kahden fotonin polymerointitekniikan. Tämä tekniikka yhdistää nerokkaasti kaksi laseria 3D-tulostustekniikan avulla, kun femtosekunnin lasertehoa vähennetään 50 prosenttia, tulostetaan monimutkainen korkearesoluutioinen 3D-rakenne. Se auttaa alentamaan korkearesoluutioisten 3D-tulostusprosessien kustannuksia ja laajentaa siten sovellusvalikoimaa entisestään. Tutkimusartikkeli on julkaistu Optics Express -lehden uusimmassa numerossa.
Kaksifotonipolymerointi on edistynyt lisäainevalmistustekniikka, joka keskittyy femtosekundilaserien käyttöön materiaalien tulostamiseen tarkassa 3D:ssä. Vaikka tekniikka on erinomainen luomaan korkearesoluutioisia mikrorakenteita, sen korkea hinta on estänyt sen laajan käytön.
Tämän valossa tiimi yhdisti luovasti suhteellisen edullisen laserin, joka lähettää näkyvää valoa, ja femtosekunnin laserin, joka lähettää infrapunapulsseja, mikä pienensi femtosekundin lasertehoa 50 prosenttia. Tämä innovatiivinen lähestymistapa vähentää tehokkaasti yksittäisten osien tulostuskustannuksia.
Uusi menetelmä yhdistää 532-nanometrin nanosekunnin laserin yhden fotonin absorption ja 800-nanometrin femtosekundin laserin kahden fotonin absorption. Saavuttaakseen optimaalisen tasapainon kahden lasertulostuksen välillä tiimi rakensi myös uuden matemaattisen mallin saadakseen syvemmän ymmärryksen asiaan liittyvistä fotokemiallisista prosesseista ja laskeakseen tarkasti kahden fotonin ja yhden fotonin viritysprosessien synergistiset vaikutukset. että ihanteelliset tulostustulokset voidaan silti saavuttaa pienemmillä femtosekunnin lasertehoilla.
Kokeelliset tulokset osoittavat, että 2D-rakenteissa uusi menetelmä vähentää femtosekunnin laserin tarvitsemaa tehoa 80 prosenttia; 3D-rakenteissa se pienenee noin 50 prosenttia.
Tiimi sanoi, että korkearesoluutioisella 3D-tulostustekniikalla on laajat sovellusmahdollisuudet, mukaan lukien mutta ei rajoittuen 3D-elektronisten laitteiden valmistukseen, mikrorobottien kehittämiseen biolääketieteen alalla ja 3D-rakenteiden tai rakennustelineiden rakentamiseen kudosteknologiaa varten. .
Femtosekunnin laser-3D-tulostus on lyhyesti sanottuna fotokemiallinen reaktio, joka tapahtuu hyvin pienessä tilavuudessa hienojen 3D-rakenteiden rakentamiseksi. Se on erittäin huipputeknologiaa nykyaikaisessa lisäainevalmistuksessa, mutta sillä on rajoituksia tulostusnopeuden ja tehobudjetin suhteen. Nyt tiimi on ylittänyt kustannusrajan tulostamalla korkearesoluutioisia rakenteita puolella teholla. Kaikkein arvokkainta on, että tämä uusi teknologia voidaan helposti integroida olemassa oleviin femtosekunnin laser-3D-tulostusjärjestelmiin, mikä nopeuttaa sovellusten toteuttamista biolääketieteessä, mikrorobotiikassa, mikrooptiikassa ja monilla muilla aloilla.
