3D Tiskárna Tiskne Stejně Rychle Jako Inkoustová Tiskárna

3D tiskárny, které se tisknou v milimetrech a větších, se již používají v průmyslových výrobních procesech. Mnoho aplikací však vyžaduje přesný mikrometrový tisk a výrazně vyšší rychlost tisku. Vědci z technologického institutu v Karlsruhe (KIT) vyvinuli systém, který lze použít k tisku vysoce přesných, centimetrových objektů s podrobnostmi o submikronu bezprecedentní rychlostí. Prezentují tento systém ve zvláštním ročníku časopisu Advanced Functional Materials. (DOI: 10.1002 / adfm.201907795).

Nový světový rekord s metamateriálem

Vědci vytiskli strukturu mřížky o velikosti 60 kubických milimetrů s podrobnostmi až k mikrometrové stupnici, která obsahuje více než 300 miliard voxelů - voxel je trojrozměrný analog pixelu ve 2D tisku. „Vytisknutím tohoto metamateriálu překonáme rekord, kterého bylo dosaženo s křídly letadel 3D vytištěných dlouhou cestou - nový světový rekord,“vysvětluje profesor Martin Wegener, tiskový mluvčí skupiny 3DMM2O (Cluster of Excellence 3D Matter Made to Order), v rámci kterého systém bylo vyvinuto.

Tip semináře

Seminář 3D tisk v přímé digitální produkci přináší technologii, vhodnost a požadavky 3D tisku a dává účastníkům přehled o vývoji, možnostech a limitech.

Takto 3D systém funguje

U tohoto typu 3D tisku světelná skvrna laseru prochází kapalným fotorezistem pod kontrolou počítače. Exponován a vytvrzen je pouze materiál v ohnisku laseru. Zde ohniskové body odpovídají tryskám v inkoustové tiskárně s tím rozdílem, že pracují ve třech rozměrech.

To vytváří vysoce přesné filigránové struktury pro různé oblasti použití, jako jsou optika a fotonika, věda o materiálech, biotechnologie nebo bezpečnostní technologie. Doposud jeden laserový světelný bod vytvořil několik set tisíc voxelů za sekundu, což je téměř stokrát pomalejší než grafické inkoustové tiskárny.

Deset milionů voxelů za sekundu

V systému vyvinutém vědci KIT je laserový paprsek rozdělen pomocí devíti dílčích paprsků pomocí speciální optiky. Jsou seskupeny do jednoho zaměření. Všech devět dílčích paprsků lze použít paralelně a díky vylepšenému elektronickému ovládání je lze také pohybovat mnohem rychleji než dříve. S několika dalšími technickými vylepšeními jsou vědci v oblasti 3D tisku schopni dosáhnout rychlosti tisku asi deset milionů voxelů za sekundu. Systém je stejně rychlý jako 2D grafická inkoustová tiskárna.

Přesto výzkum a vývoj na KIT pokračuje pod vysokým tlakem. „Koneckonců, 3D tiskárny chtějí nejen tisknout ekvivalent listu, ale také tlusté knihy, “říká Hahn. Pokroky v chemii byly pro tento účel zvláště nezbytné, například by bylo třeba vyvinout citlivější fotorezisty, aby bylo možné produkovat ještě více ohniskové body se stejnou laserovou energií.