Purdjū universitātes ASV zinātnieki ir izstrādājuši jaunu divu fotonu polimerizācijas paņēmienu. Šī tehnoloģija gudri apvieno divus lāzerus, ar 3D drukas tehnoloģijas palīdzību femtosekundes lāzera jaudas gadījumā par 50 procentiem samazinātu, izdrukājot sarežģītu augstas izšķirtspējas 3D struktūru. Tas palīdz samazināt augstas izšķirtspējas 3D drukas procesu izmaksas, tādējādi vēl vairāk paplašinot lietojumu klāstu. Pētījums ir publicēts žurnāla Optics Express jaunākajā numurā.
Divu fotonu polimerizācija ir uzlabota piedevu ražošanas tehnoloģija, kas koncentrējas uz femtosekundes lāzeru izmantošanu, lai drukātu materiālus precīzā 3D formātā. Lai gan tehnoloģija lieliski spēj radīt augstas izšķirtspējas mikrostruktūras, tās augstās izmaksas ir bijis šķērslis tās plašajai izmantošanai.
Ņemot to vērā, komanda radoši apvienoja salīdzinoši zemu izmaksu lāzeru, kas izstaro redzamo gaismu, ar femtosekundes lāzeru, kas izstaro infrasarkanos impulsus, samazinot femtosekundes lāzera jaudu par 50 procentiem. Šī novatoriskā pieeja efektīvi samazina atsevišķu daļu drukāšanas izmaksas.
Jaunā metode apvieno 532-nanometra nanosekundes lāzera viena fotona absorbciju ar 800-nanometra femtosekundes lāzera divu fotonu absorbcijas pieeju. Lai panāktu optimālu līdzsvaru starp abām lāzerdrukāšanas metodēm, komanda izveidoja arī jaunu matemātisko modeli, lai iegūtu dziļāku izpratni par iesaistītajiem fotoķīmiskiem procesiem un precīzi aprēķinātu divu fotonu un viena fotona ierosmes procesu sinerģiskos efektus, tādējādi nodrošinot ideālus drukas rezultātus joprojām var sasniegt ar mazāku femtosekundes lāzera jaudu.
Eksperimentu rezultāti liecina, ka 2D struktūrām jaunā metode samazina femtosekundes lāzera jaudu par 80 procentiem; 3D struktūrām tas tiek samazināts par aptuveni 50 procentiem.
Komanda teica, ka augstas izšķirtspējas 3D drukas tehnoloģijai ir plašas pielietojuma perspektīvas, tostarp, bet neaprobežojoties ar 3D elektronisko ierīču izgatavošanu, mikrorobotu izstrādi biomedicīnas jomā un 3D struktūru vai sastatņu būvniecību audu inženierijai. .
Īsāk sakot, femtosekundes lāzera 3D drukāšana ir fotoķīmiska reakcija, kas notiek ļoti mazā apjomā, lai izveidotu smalkas 3D struktūras. Tā ir ļoti progresīva tehnoloģija mūsdienu piedevu ražošanā, taču tai ir ierobežojumi drukas ātruma un jaudas budžeta ziņā. Tagad komanda ir pārvarējusi izmaksu barjeru, drukājot augstas izšķirtspējas struktūras ar pusi mazāku jaudu. Pats vērtīgākais ir tas, ka šo jauno tehnoloģiju var viegli integrēt arī esošajās femtosekundes lāzera 3D drukas sistēmās, kas ļauj ātrāk realizēt pielietojumus biomedicīnā, mikrorobotikā, mikrooptikā un daudzās citās jomās.
