Разработка основана на принципах фотолитографии
Наука и космос035 минут назад
Ученые из Университета Юты создали новый метод 3D-печати, который позволяет формировать сложные микроскопические структуры всего за один лазерный импульс. В отличие от традиционных технологий, где объект создается постепенно — слой за слоем, — новая система формирует всю конструкцию одновременно, что увеличивает прочность деталей и значительно ускоряет процесс производства.
В основе данного метода лежит специализированная наноструктурированная маска, которая преобразует лазерный луч в объемную голографическую проекцию предполагаемого изделия. Когда свет проходит через такую маску, он одновременно воздействует на определенные участки фоточувствительного материала SU-8, мгновенно создавая трехмерную структуру внутри полимера.
Основное преимущество данного подхода заключается в отсутствии границ между отдельными слоями. Именно эти соединения часто становятся уязвимыми местами стандартных 3D-печатных деталей, что снижает их прочность. Новая технология позволяет создавать цельные конструкции с более однородными свойствами.
Разработка основана на принципах фотолитографии — технологии, которая широко применяется в производстве микрочипов. Однако если в полупроводниковой отрасли данный метод обычно используется для формирования плоских изображений на поверхности материала, ученые научились применять его для создания объемных объектов.
Ключевым элементом системы является особая нанолинза, которая функционирует как голографическая маска. Она компенсирует рассеивание света внутри полимера и направляет лазерную энергию только в те области, где должна образоваться будущая деталь.
В ходе экспериментов исследователи смогли изготовить массивы микротрубок с диаметром всего около 6 микрометров. При этом длина таких структур в 120 раз превышала их диаметр, а сами элементы сохраняли высокую механическую прочность.
Тесты показали, что напечатанные микроканалы могут перемещать жидкости благодаря капиллярному эффекту. Это открывает возможности для использования технологии в создании микрофлюидных устройств, компонентов для микроэлектроники, лабораторий на чипе и других высокоточных систем.
Еще одной отличительной особенностью разработки является возможность непрерывного производства. Ученые продемонстрировали последовательную печать нескольких деталей подряд, что в будущем может сделать технологию основой более эффективных систем массового производства микрокомпонентов.
На данный момент метод имеет ограничения: исследователи отмечают, что текущая версия позволяет точно контролировать только два пространственных измерения, хотя конечные изделия уже имеют полноценную объемную форму. Сейчас команда работает над развитием технологии до полноценной трехмерной печати без ущерба для скорости и точности.
DexterИсточники:Interesting EngineeringНаука и космос0Наука35 минут назад
Источник