Нова технологія тривимірної друку дозволяє робити мікроскопічні об'єкти з високою швидкістю і максимальною роздільною здатністю

Фахівці компанії Nanoscribe GmbH, що є дочірнім підприємством Технологічного інституту Карлсруе (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), розробили новий тривимірний принтер, здатний друкувати тривимірні мікро - і нанобъекты. Крім високої роздільної здатності новий тривимірний принтер є найшвидшим в світі серед подібних принтерів на сьогоднішній день. Завдяки використанню нового методу лазерної літографії з допомогою нового принтера можна робити тривимірні об'єкти як завгодно складної форми, розміри яких не перевищують діаметра людського волосся з мінімальними витратами часу і енергії.

Система Nanoscribe вже зараз використовується для друку неймовірно складних полімерних хвилеводів, що вимагає обробки потоку даних, рівного 5 терабитам в секунду. Така швидкість передачі інформації, спільно з використанням нового методу лазерної літографії, дозволила збільшити швидкість тривимірної друку в 100 разів, в порівнянні з іншими подібними принтерами. А ключову роль у збільшенні швидкості тривимірної друку зіграла спеціальна система рухомих дзеркал з гальвано-електричним управлінням, технологія, що застосовується в лазерних установках для світлових шоу і в деяких пристроях запису і читання компакт - і DVD-дисків.

Відображення лазерного світла з допомогою обертового дзеркала гальвано-системи дозволяє отримати швидке і точне позиціонування і фокусування променя лазера. "Нам вдалося досягти надзвичайного прогресу в області тривимірної друку в масштабі мікрометра і нанометра. А висока точність і швидкість обробки була досягнута за рахунок використання адаптованої гальво-технології керування променем лазера" - розповідає Мартін Хермэчвеилер (Martin Hermatschweiler), директор компанії Nanoscribe GmbH.

Технологія прямого лазерного літографії, що лежить в основі тривимірної друку, заснована на методі двофотонної полімеризації. Сверхкороткий імпульс інтенсивного лазерного світла полимеризует молекули світлочутливого матеріалу, фотополімеру, що знаходяться у фокусі променя. Залежно від світлочутливості матеріалу, інтенсивності і діаметра променя лазера можна отримувати як завгодно малі частини з твердого полімерного матеріалу, з яких складається об'єкт. Після видалення м'якого неполимезированного вихідного матеріалу залишається готовий микрообъект, структура якого зміцнюється додатковою обробкою.

Теоретично за допомогою нового методу тривимірної лазерного друку можна швидко і з високою роздільною здатністю виготовляти складні мікро - і нано-об'єкти у великих кількостях на великій площі вихідного матеріалу. Але фактично у нового тривимірного принтера робоча область обмежена 100 мікрон через розсіювання світла та інших оптичних властивостей фокусуючого обладнання.