Purdue universiteto (JAV) mokslininkai sukūrė naują dviejų fotonų polimerizacijos techniką. Ši technologija sumaniai sujungia du lazerius, 3D spausdinimo technologijos pagalba, femtosekundinės lazerio galios atveju sumažinus 50 procentų, spausdinant sudėtingą didelės raiškos 3D struktūrą. Tai padeda sumažinti didelės raiškos 3D spausdinimo procesų kainą, taip dar labiau išplečiant pritaikymo spektrą. Tyrimo straipsnis paskelbtas naujausiame žurnalo Optics Express numeryje.
Dviejų fotonų polimerizacija yra pažangi priedų gamybos technologija, kurios tikslas – femtosekundžių lazeriai spausdinti medžiagas tiksliai 3D formatu. Nors ši technologija puikiai tinka kuriant didelės skiriamosios gebos mikrostruktūras, jos didelė kaina buvo kliūtis plačiam jos naudojimui.
Atsižvelgdama į tai, komanda kūrybiškai sujungė palyginti nebrangų lazerį, skleidžiantį matomą šviesą, su femtosekundiniu lazeriu, skleidžiančiu infraraudonuosius impulsus, taip sumažindama femtosekundinę lazerio galią 50 procentų. Šis naujoviškas metodas efektyviai sumažina atskirų dalių spausdinimo išlaidas.
Naujasis metodas apjungia vieno fotono 532-nanometrinio nanosekundinio lazerio sugertį su dviejų fotonų sugerties metodu, kurį naudoja 800-nanometrinis femtosekundinis lazeris. Kad būtų pasiekta optimali pusiausvyra tarp dviejų lazerinio spausdinimo, komanda taip pat sukūrė naują matematinį modelį, kad geriau suprastų susijusius fotocheminius procesus ir tiksliai apskaičiuotų dviejų fotonų ir vieno fotono sužadinimo procesų sinergetinį poveikį, taip užtikrinant. kad idealius spausdinimo rezultatus vis tiek galima pasiekti naudojant mažesnę femtosekundinę lazerio galią.
Eksperimentų rezultatai rodo, kad 2D struktūroms naujasis metodas femtosekundiniam lazeriui reikalingą galią sumažina 80 procentų; 3D struktūroms jis sumažinamas apie 50 proc.
Komanda teigė, kad didelės raiškos 3D spausdinimo technologija turi plačias taikymo perspektyvas, įskaitant, bet neapsiribojant, 3D elektroninių prietaisų gamybą, mikrorobotų kūrimą biomedicinos srityje ir 3D struktūrų ar pastolių statybą audinių inžinerijai. .
Trumpai tariant, femtosekundinis lazerinis 3D spausdinimas yra fotocheminė reakcija, kuri vyksta labai mažu tūriu, kad būtų sukurtos puikios 3D struktūros. Tai labai pažangi technologija šiuolaikinėje priedų gamyboje, tačiau ji turi apribojimų, susijusių su spausdinimo greičiu ir energijos biudžetu. Dabar komanda peržengė išlaidų barjerą spausdindama didelės raiškos struktūras perpus mažesnėmis galiomis. Vertingiausia, kad šią naują technologiją taip pat galima lengvai integruoti į esamas femtosekundžių lazerinio 3D spausdinimo sistemas, o tai leidžia greičiau įgyvendinti biomedicinoje, mikrorobotikoje, mikrooptikoje ir daugelyje kitų sričių.
