雙光子3D打印系統(tǒng)使快速制作高精度物體成為可能

來源：激光制造網(wǎng)

據(jù)了解，近日,，德國卡爾斯魯厄技術(shù)學院開發(fā)的新型雙光子系統(tǒng)可以產(chǎn)生厘米級的物體,，并帶有亞微米級的細節(jié)。在過去的10年中,，3D打印已經(jīng)走了很長一段路,，但是仍在發(fā)展中的一個領(lǐng)域是快速，精確地打印微米級的對象,。

為了推動這一領(lǐng)域的發(fā)展,，德國卡爾斯魯厄技術(shù)學院（KIT）的研究人員開發(fā)了一種新系統(tǒng)，他們說該系統(tǒng)可以快速生產(chǎn)出具有亞微米級細節(jié)的高精度,，厘米級物體,，其速度打破了目前的水平。世界紀錄,。該團隊開發(fā)了一種用于雙光子打印的系統(tǒng),，其中激光束以計算機控制的方式通過液體光刻膠,。在此過程中，僅使位于激光焦點上的材料暴露并硬化,。

過去,，人們一直認為這種打印速度很慢，因為它只掃描一個激光點,，但是該團隊通過調(diào)整工藝和技術(shù)設(shè)法消除了這個神話,，從事該項目的KIT研究人員Vincent Hahn告訴《設(shè)計新聞》。他告訴我們：“就每秒打印的體素而言,，與基于投影的方法相比,，雙光子打印也非常快,�,！笨査刽敹蚣夹g(shù)學院（KIT）的研究人員已經(jīng)開發(fā)了一種精密3D打印機，該打印機也可以以驚人的速度工作,。用新系統(tǒng)打印的超材料由微米級的復雜3D晶格結(jié)構(gòu)組成,。

平行激光
通常，這種類型的打印可以使用單個激光光斑每秒打印數(shù)十萬個體素,。盡管如此,，該速度仍比圖形噴墨打印機慢近一百倍，這阻礙了該技術(shù)的廣泛使用,。盡管一些科學家試圖“并行化”激光光斑過程,，以便它可以掃描多個光斑，以使該過程更快,，更高效,，但到目前為止，這些技術(shù)實際上已經(jīng)降低了每秒的體素打印速度,，哈恩告訴我們,。

KIT團隊與澳大利亞布里斯班的昆士蘭科技大學（QUT）的科學家合作，現(xiàn)已開發(fā)出一種新系統(tǒng),，該系統(tǒng)利用特殊的光學器件將激光束分為九個分光束,，每個分光束都有一個焦點。

Hahn說,，由此產(chǎn)生的設(shè)置允許所有分束一起工作,，再加上其他技術(shù)改進，對于這種類型的3D打印過程,，分束可以比以往任何時候都更加精確,，快速地工作。他解釋說：“通過建立高度優(yōu)化的設(shè)置已經(jīng)解決了這一挑戰(zhàn),，該設(shè)置可以打印多個激光點并保持很高的激光掃描速度,�,！� “在構(gòu)建裝置時，在光路上不損失太多激光功率非常重要,�,！�

速度與精度
研究人員還可以對打印機中的激光掃描儀進行水冷，并使用現(xiàn)場可編程門陣列技術(shù)對其進行控制,，以優(yōu)化其性能,。他們說，該團隊憑借其技術(shù)達到了約1000萬像素每秒的3D打印速度,，其性能已與圖形噴墨打印機相提并論,。研究人員發(fā)表了論文對他們在雜志工作先進功能材料。

為了不僅展示其技術(shù)的速度,，還展示其技術(shù)的可靠性,，該團隊打印了一個60立方毫米大小的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其細節(jié)可降至微米級,。該對象包含超過3000億體素,。研究人員計劃繼續(xù)他們的工作以改進技術(shù)，以在激光打印過程中增加更多的焦點,。