Multi-foton 3D-laserutskrift har revolutionerat miniatyrtillverkning, men begränsningar i hastighet och materialkompatibilitet har hållit tillbaka. Nu har forskare tagit ett stort steg framåt och uppnått en tiofaldig ökning av utskriftshastigheten med bibehållna utsökta detaljer.

Detta genombrott, som presenteras i en ny studie, använder flera fokuserade strålar istället för en, vilket dramatiskt ökar voxelgenomströmningen. Föreställ dig att noggrant tillverka miljontals mikroskopiska delar, som komplicerade medicinska apparater eller små, skräddarsydda drönare för drogtillförsel, allt inom några minuter. Detta är framtiden som möjliggörs av detta innovativa tillvägagångssätt.

Forskarna arrangerade dessa laserstrålar strategiskt med hjälp av skräddarsydda optiska komponenter, vilket säkerställde optimal fokus och kraftleverans. Deras högprecisionssystem skriver inte bara ut snabbare utan hanterar också ett bredare utbud av material och öppnar dörrar för olika applikationer.

Studien, publicerad i Light:Advanced Manufacturing , visade upp sin kraft genom två imponerande demonstrationer. Först trycktes miljontals specialdesignade mikropartiklar, vilket banade väg för personlig medicin och revolutionerande läkemedelsleveranslösningar. För det andra avslöjade forskarna ett massivt, komplext metamaterial som innehåller över 1,7 biljoner voxels – en rekordstor bedrift inom mikrotryck.

Detta framsteg handlar inte bara om hastighet och komplexitet. Det tänjer på gränserna för överkomlighet och tillgänglighet. De kritiska optiska komponenterna för detta högteknologiska system trycktes själva med en kommersiellt tillgänglig laserskrivare, vilket visar teknikens potential för bredare användning och demokratisering.

Denna forskning målar upp en levande bild av framtiden. Föreställ dig att sömlöst skriva ut intrikata mikromaskiner, personliga medicinska implantat och banbrytande material, allt tack vare denna revolution för laserutskrift med flera strålar. Genom att tänja på gränserna för hastighet och precision banar forskare vägen för en framtid där mikrotryck formar världen – en liten, noggrant tillverkad voxel i taget.

Mer information: Pascal Kiefer et al, En 3D-laserskrivare med flera foton (7 × 7) baserad på ett 3D-printat diffraktivt optiskt element och en 3D-printad multi-lins array, Light:Advanced Manufacturing (2024). DOI:10.37188/lam.2024.003

Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences