超精密3D打印技术是生产精密生物医学和光子设备的关键因素。 然而,现有的打印技术由于其低效率和高成本而受到限制。
香港中文大学(中大)机械与自动化工程学系陈世奇教授及其团队开发出快速3D打印技术。秘密在于一种称为飞秒投影双光子光刻(FP-TPL)的过程。
通过通过时间焦点控制激光光谱,可以逐层并行执行3D打印过程,而不是点对点写入。
这项新技术大大提高了打印速度 1.000-10.000次,同时降低了98%的成本。 结果 最近发表在《科学》杂志上,确认了将纳米级3D打印带入新时代的技术突破。
常规的纳米级3D打印技术(即双光子聚合(TPP))以点对点扫描模式运行。 因此,即使是一个厘米大小的物体也可能需要几天或几周的时间(构造速度〜0,1 mm3 /小时)。
该过程花费时间和金钱,这阻碍了实际和工业应用。
为了提高速度,通常会牺牲成品的分辨率。 陈教授及其团队通过利用 时间焦点 其中在整个平面上形成可编程飞秒“光片”。就好像数百万个激光点同时投射到平面上。 换句话说,FP-TPL技术可以在点扫描系统产生单个点的时间内制造整个层。
确实快如闪电:就像数百万次闪电一样
FP-TPL技术已经超越了 旧的3D打印技术 由于它的高速。 部分固化的零件可以在移入液态树脂之前迅速结合在一起,从而可以大规模制造复杂且突出的结构。
陈教授说,FP-TPL技术在许多领域都可能有用。 例如,纳米技术,先进的功能材料,微型机器人,医疗设备和药物输送。
由于FP-TPL技术大大提高了速度并降低了成本,因此它有可能在未来实现商业化并被广泛采用。 特别是如果有可能制造中型设备。