Исследовательская группа из Университета Цинхуа заявляет о разработке метода 3D-печати, позволяющего изготавливать объекты миллиметрового масштаба менее чем за секунду.

В работе, опубликованной в журнале Nature, представлена система, которую команда называет цифровым некогерентным синтезом голографических световых полей, или DISH. Этот подход фокусируется на создании полного трехмерного светового рисунка внутри неподвижного объема смолы, а не на послойном построении объекта.

Многие существующие методы объемной печати, такие как компьютерная аксиальная литография, основаны на вращении либо источника света, либо образца при проецировании изображений в светочувствительную смолу. Это вращение усложняет механическую обработку и может ограничивать скорость и стабильность. Кроме того, оно часто требует использования более густых смол, чтобы предотвратить смещение напечатанных структур до их затвердевания.

Метод DISH полностью исключает вращение контейнера со смолой. Вместо этого система использует быстро вращающийся оптический перископ, который, как сообщается, вращается до 10 раз в секунду, для проецирования множества световых узоров под разными углами. Эти узоры генерируются цифровым микрозеркальным устройством и направляются в смолу через единый плоский оптический интерфейс.

Благодаря быстрому сочетанию этих проекций система формирует полное трехмерное распределение интенсивности света, которое позволяет сделать структуру твердой за один раз.

Согласно статье, объекты миллиметрового масштаба можно напечатать всего за 0,6 секунды. Заявленная скорость объемной печати достигает 333 кубических миллиметров в секунду, при этом минимальный размер элементов составляет около 12 микрометров. Команда также сообщает о поддержании разрешения приблизительно в 19 микрометров на глубине одного сантиметра, что превышает типичные пределы глубины резкости стандартной оптики.

Для достижения этой цели исследователи использовали итеративную оптимизацию голографических изображений для каждого угла проекции, уточняя, как энергия света накапливается внутри объема смолы.