Chiny: Drukowanie 3D w szkle w skali makro z mikro rozdzielczością

Naukowcy byli w stanie wydrukować obiekty szklane w skali makro na wysokości do ~ 3,8 cm z dobrze zrównoważoną (tj. boczną w stosunku do podłużnej) przestrzenną rozdzielczością ~ 20 μm:

„The niezwykłe osiągnięcie zostało osiągnięte poprzez ujawnienie niezbadanego reżimu w interakcji ultraszybkich impulsów laserowych z topioną krzemionką, co skutkuje pozbawionym aberracji skupieniem impulsów lasera głęboko wewnątrz krzemionki topionej ”, stwierdzają naukowcy. luźno skupiając impulsy laserowe na krzemionce, wytrawiając wiele linii uporządkowanych w dwie różne siatki dla kierunków X i Y.

Zespół badawczy zauważył, że ich przekrój linii miał prawie całkowicie okrągły kształt. Linie były niewrażliwe na wszystkie następujące czynniki: szybkość skanowania, głębokość położenia ogniskowej, kierunek zapisu lasera.

„Różnica polega na tym, że wraz ze wzrostem prędkości skanowania, kolor w przekroju przechwycony pod mikroskopem w tryb refleksyjny staje się jaśniejszy, co wskazuje, że słabsza modyfikacja krzemionki topionej będzie generowana wraz ze zmniejszeniem dawki promieniowania przy rosnącej prędkości skanowania ”- wyjaśniają autorzy.

Po wyeliminowaniu nanogracji w stopionej krzemionce, czy druk 3D mógłby martwić się polaryzacją piszącej wiązki lasera „w czasie rzeczywistym”. Autorzy twierdzą, że to pozwoliło im po prostu sterować wiązką w systemie drukowania, dzięki czemu cały proces był łatwiejszy i „bardziej wytrzymały”. > Na poniższych zdjęciach można lepiej zrozumieć sukcesy w ich pracy, ponieważ autorzy stworzyli głowę Einsteina ze wszystkimi widocznymi „drobnymi cechami” - nawet powiekami.

„Dowodzi to, że cała rzeźba jest drukowana z dece Rozdzielczość produkcyjna od góry do dołu ”, powiedzieli autorzy.

Statua Konfucjusza jest również niezwykle szczegółowa, o imponująco gładkim wyglądzie, choć można to jeszcze bardziej poprawić dzięki wyżarzaniu lub polerowaniu laserowemu. < / p>

Turbina powietrzna zawiera ruchome części, które zostały wydrukowane w szkle, eliminując potrzebę montażu i zilustrowane poniżej.

„Dalsza poprawa wydajności drukowania zostanie wykonana w najbliższej przyszłości łącząc skaner 2D galvo z etapem ruchu 2D. Taka konstrukcja umożliwi zarówno wysoką prędkość drukowania, jak i dużą powierzchnię drukowania. Nowatorska technika drukowania szkła 3D została opracowana w oparciu o dwie niekonwencjonalne cechy interakcji luźno skupionych pikosekundowych impulsów lasera z topioną krzemionką,mianowicie, bezbłędne skupianie się na aberracji niezależnej od głębokości i eliminacja samoorganizującego się nanogrodzenia ”, podsumowali naukowcy.

„ Mechanizmy fizyczne za tymi interesującymi efektami nie zostały jeszcze wyjaśnione. Podkreślamy, że interakcja ultraszybkich impulsów laserowych z przezroczystymi mediami w warunkach luźnego ogniskowania jest w dużej mierze niezbadanym obszarem badań, który wzbudzi znaczące zainteresowanie dla dalszych badań. Oczekuje się, że druk 3D w wysokiej rozdzielczości w makroskali w szkle będzie miał implikacje w dziedzinie fotoniki, mikroprzepływów i precyzyjnej mechaniki. ”