La technologie d'impression 3D ultra-précise est un facteur clé dans la production d'appareils biomédicaux et photoniques de précision. Cependant, la technologie d'impression existante est limitée par sa faible efficacité et ses coûts élevés.
Le professeur Shih-Chi Chen et son équipe du Département de génie mécanique et d'automatisation de l'Université de Hong Kong en Chine (CUHK) ont développé une technologie d'impression 3D rapide. Le secret est un processus appelé halithographie à deux photons par projection femtoseconde (FP-TPL).
En contrôlant le spectre laser grâce à la mise au point temporelle, le processus d'impression 3D est effectué en parallèle couche par couche plutôt que par écriture point à point.
Cette nouvelle technique augmente considérablement la vitesse d'impression 1.000 10.000 à 98 XNUMX fois tout en réduisant les coûts de XNUMX%. Le résultat a récemment été publié dans Science, confirmant la percée technologique qui amène l'impression 3D à l'échelle nanométrique dans une nouvelle ère.
La technologie d'impression 3D conventionnelle à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire la polymérisation à deux photons (TPP), fonctionne dans un mode de balayage point par point. Par conséquent, même un objet de la taille d'un centimètre peut prendre quelques jours ou semaines (vitesse de construction ~ 0,1 mm3 / heure).
Le processus prend du temps et de l'argent, ce qui empêche les applications pratiques et industrielles.
Pour augmenter la vitesse, la résolution du produit fini est souvent sacrifiée. Le professeur Chen et son équipe ont surmonté le problème difficile en exploitant le concept de focalisation temporelle dans lequel une "feuille de lumière" femtoseconde programmable se forme sur tout le plan. C'est comme si des millions de foyers laser étaient projetés simultanément sur l'avion. En d'autres termes, la technologie FP-TPL peut fabriquer une couche entière dans le temps où le système de balayage de points produit un seul point.
Rapide comme l'éclair, en effet: comme des millions d'éclairs
La technologie FP-TPL a dépassé les limites de anciennes techniques d'impression 3D grâce à sa vitesse élevée. Les pièces partiellement durcies sont rapidement assemblées avant de pouvoir se déplacer dans la résine liquide, ce qui permet la fabrication de structures complexes et saillantes à grande échelle.
Le professeur Chen a déclaré que la technologie FP-TPL peut être utile dans de nombreux domaines. Par exemple, la nanotechnologie, les matériaux fonctionnels avancés, la micro-robotique, les dispositifs médicaux et l'administration de médicaments.
Grâce à sa vitesse considérablement accrue et à ses coûts réduits, la technologie FP-TPL a le potentiel d'être commercialisée et largement adoptée à l'avenir. Surtout s'il sera possible de fabriquer des appareils de taille moyenne à grande.
