Nieuwe op licht gebaseerde 3D-printtechnologie kan complexe modellen printen in 0,6 seconden
De hardnekkige wisselwerking tussen snelheid en precisie bij 3D-printen heeft het nut ervan voor massaproductie ernstig beperkt. Een onderzoeksteam van de Tsinghua Universiteit, onder leiding van academicus Dai Qionghai, heeft dit kritieke knelpunt echter opgelost. Hun nieuwe DISH-technologie (digital incoherent synthesis of holographic light fields), die in Nature gepubliceerd wordt, print objecten op millimeterschaal met een hoge resolutie in een ongekende 0,6 seconden.
Traditionele volumetrische additieve productie - zoals computergestuurde axiale lithografie - vereist dat het fysieke monster 360° draait. Dit zorgt voor mechanische instabiliteit en dwingt het gebruik van hars met een hoge viscositeit af om te voorkomen dat het object wegzakt tijdens de lange printtijd.
DISH elimineert dit probleem volledig door een andere aanpak te gebruiken. In plaats van het monster rond te draaien, gebruikt DISH een met hoge snelheid roterende periscoop die tot 10 keer per seconde rond een stilstaande container draait. Door deze stationaire benadering kan de volledige driedimensionale lichtintensiteitsdistributie in één keer geprojecteerd worden door één enkel optisch vlak oppervlak. Hierdoor bereikt DISH een verbluffende printsnelheid van 333 kubieke millimeter per seconde met een minimale printbare feature-grootte van 12 micrometer.
Omdat de fabricage in fracties van seconden wordt voltooid, is de technologie volledig compatibel met materialen met een lage viscositeit, zoals waterige PEGDA-oplossingen. Het object stolt lang voordat de zwaartekracht het kan laten zinken. De onderzoekers hebben al aangetoond dat de integratie van DISH met een vloeistofkanaal de continue massaproductie van diverse structuren mogelijk maakt.
Deze doorbraak binnen een seconde maakt de weg vrij voor de snelle, high-throughput productie van fotonische computerapparaten, smartphone-cameramodules, microrobots en zeer gedetailleerde biologische weefselmodellen.
