超精密3D印刷技術は、精密なバイオメディカルおよびフォトニックデバイスの製造における重要な要素です。 しかしながら、既存の印刷技術は、その低効率と高コストにより制限されています。
香港中国大学 (CUHK) の機械工学および自動化学科の Shih-Chi Chen 教授と彼のチームは、高速 3D 印刷技術を開発しました。 その秘密は、フェムト秒投影 XNUMX 光子ハリソグラフィー (FP-TPL) と呼ばれるプロセスにあります。
時間フォーカスを介してレーザースペクトルを制御することにより、3D印刷プロセスは、ポイントツーポイントの書き込みではなく、レイヤーごとに並行して実行されます。
この新しい技術により、印刷速度が大幅に向上します コストを1.000％削減しながら10.000〜98倍。 結果 最近サイエンス誌に掲載されました、ナノスケール3Dプリンティングを新しい時代にもたらす技術の進歩を確認します。
従来のナノスケール3D印刷技術、つまり0,1光子重合（TPP）は、ポイントバイポイントスキャンモードで動作します。 したがって、センチメートルのサイズのオブジェクトでも数日または数週間かかることがあります（構築速度〜3 mmXNUMX /時間）。
このプロセスには時間と費用がかかり、実用的および産業的アプリケーションを妨げます。
速度を上げるために、完成品の解像度はしばしば犠牲になります。 チェン教授と彼のチームは、次の概念を利用して困難な問題を克服しました 時間的焦点 プログラム可能なフェムト秒の「光のシート」が平面全体に形成されます。 あたかも何百万ものレーザー焦点が平面上に同時に投影されているかのようです。 言い換えると、FP-TPLテクノロジは、ポイントスキャンシステムが単一のポイントを生成する時間内にレイヤー全体を製造できます。
確かに雷のように速い：何百万もの雷のように
FP-TPLテクノロジーは、 古い3D印刷技術 その高速のおかげで。 部分的に硬化した部品は、液体樹脂に移動する前にすばやく結合されます。これにより、複雑で突出した構造を大規模に製造できます。
陳教授は、FP-TPL技術は多くの分野で役立つと語った。 たとえば、ナノテクノロジー、高度な機能性材料、マイクロロボット、医療機器、ドラッグデリバリー。
速度が大幅に向上し、コストが削減されたおかげで、FP-TPLテクノロジーは商品化され、将来広く採用される可能性があります。 特に、中型から大型のデバイスの製造が可能になる場合。
