Голографическая 3D-печать позволила создавать объекты менее чем за секунду

Исследователи из Университета Цинхуа в Китае решили одну из самых давних проблем 3D-печати. Они разработали систему, способную производить сложные объекты миллиметрового масштаба практически мгновенно – без послойного наращивания, без ожидания и без компромисса между детализацией и скоростью.

Технология получила название DISH (Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields – цифровой некогерентный синтез голографических световых полей). Вместо послойной сборки материала DISH проецирует трёхмерное голографическое световое поле непосредственно в объём фотополимерной смолы, формируя весь объект разом.

Традиционные 3D-принтеры напоминают строителей – укладывают сотни и тысячи тонких слоев друг на друга. Процесс надёжен, но медлителен и часто занимает часы для создания одной детальной структуры. DISH заменяет механические движения контролируемым светом, работая скорее как объёмный проектор, чем принтер.

Система использует высокоскоростной вращающийся перископ для проецирования света под множеством углов в смолу, устраняя необходимость вращать ёмкость. Перекрывающиеся голографические поля формируют точные микроструктуры. В результате достигается разрешение печати 19 микрометров в диапазоне глубины 1 сантиметр.

В тестах команда Цинхуа продемонстрировала создание полностью сформированных 3D-объектов всего за 0,6 секунды. Система достигла скорости до 333 кубических миллиметров в секунду, сохраняя структурные детали размером до 12 микрометров – примерно пятая часть толщины человеческого волоса.

Такое сочетание скорости и точности значительно сокращает то, что инженеры долгое время считали жёстким компромиссом в аддитивном производстве. А применение может найтись в различных областях – от биомедицины до робототехники. Исследователи смогут быстро изготавливать высокодетализированные модели тканей, открывая новые возможности для тестирования лекарств и регенеративной медицины. В микроробототехнике и гибкой электронике миллисекундная точность технологии может позволить напрямую печатать изогнутые, взаимосвязанные детали, недоступные стандартным системам.

Гибкость в материалах также указывает на промышленную масштабируемость. Компоненты для фотоники, модулей камер или даже микроэлектромеханических систем можно будет производить массово без дорогостоящих задержек, которые сейчас определяют высокоточные методы печати.