Ameerika Ühendriikide Purdue ülikooli teadlased on välja töötanud uue kahe fotoni polümerisatsiooni tehnika. See tehnoloogia ühendab nutikalt kaks laserit, 3D-printimise tehnoloogia abil femtosekundilise laseri võimsuse korral 50 protsenti vähendades, trükkides keeruka kõrgresolutsiooniga 3D-struktuuri. See aitab vähendada kõrge eraldusvõimega 3D-printimise protsesside kulusid, laiendades seega veelgi rakenduste valikut. Uurimistöö avaldatakse ajakirja Optics Express viimases numbris.
Kahe fotoni polümerisatsioon on täiustatud lisandite valmistamise tehnoloogia, mis keskendub femtosekundiliste laserite kasutamisele materjalide täpseks 3D-printimiseks. Kuigi tehnoloogia on suurepärane kõrge eraldusvõimega mikrostruktuuride loomiseks, on selle kõrge hind olnud takistuseks selle laialdasele kasutamisele.
Selle valguses ühendas meeskond loominguliselt suhteliselt odava laseri, mis kiirgab nähtavat valgust femtosekundilise laseriga, mis kiirgab infrapunaimpulsse, vähendades femtosekundi laseri võimsust 50 protsenti. See uuenduslik lähenemine vähendab tõhusalt üksikute osade printimise kulusid.
Uus meetod ühendab 532-nanomeetrilise nanosekundilise laseri ühe fotoni neeldumise ja 800-nanomeetrilise femtosekundilise laseri kahe fotoni neeldumise. Et saavutada optimaalne tasakaal kahe laserprintimise vahel, koostas meeskond ka uue matemaatilise mudeli, et saada sügavam arusaam kaasatud fotokeemilistest protsessidest ja täpselt arvutada kahe footoni ja ühe footoni ergastusprotsesside sünergistlikud mõjud, tagades nii ideaalseid printimistulemusi on võimalik saavutada ka väiksema femtosekundilise laseri võimsusega.
Katsetulemused näitavad, et 2D-struktuuride puhul vähendab uus meetod femtosekundilise laseri võimsust 80 protsenti; 3D-struktuuride puhul väheneb see umbes 50 protsenti.
Meeskond ütles, et kõrge eraldusvõimega 3D-printimise tehnoloogial on laialdased rakendusväljavaated, sealhulgas, kuid mitte ainult, 3D-elektroonikaseadmete tootmine, mikrorobotite arendamine biomeditsiini valdkonnas ja 3D-struktuuride või -karkasside ehitamine koetehnoloogia jaoks. .
Femtosekundiline laser-3D-printimine on lühidalt fotokeemiline reaktsioon, mis toimub väga väikeses mahus peente 3D-struktuuride ehitamiseks. See on kaasaegses lisandite tootmises väga tipptasemel tehnoloogia, kuid sellel on printimiskiiruse ja võimsuse eelarve osas piirangud. Nüüd on meeskond ületanud kulubarjääri, printides kõrge eraldusvõimega struktuure poole väiksema võimsusega. Kõige väärtuslikum on see, et seda uut tehnoloogiat saab hõlpsasti integreerida ka olemasolevatesse femtosekundilistesse 3D-laserprintimise süsteemidesse, mis võimaldab kiiremini realiseerida rakendusi biomeditsiinis, mikrorobootikas, mikrooptikas ja paljudes teistes valdkondades.
