Impressoras 3-D trabalhando na faixa de milímetros e maiores são cada vez mais usadas em processos de produção industrial. Muitos aplicativos, Contudo, requerem impressão precisa na escala do micrômetro em uma velocidade muito maior. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) desenvolveram agora um sistema para imprimir altamente preciso, objetos de tamanho centimétrico com detalhes submicrométricos em uma velocidade até agora incomparável. Este sistema é apresentado em uma edição especial da Materiais Funcionais Avançados .

Para demonstrar não só a velocidade, mas também a confiabilidade de sua configuração, os pesquisadores imprimiram uma estrutura de rede de 60 milímetros cúbicos de tamanho com detalhes em escala de micrômetro. Ele contém mais de 300 bilhões de voxels (um voxel é a contrapartida 3-D de um pixel ou elemento de imagem 2-D). "Superamos de longe o recorde alcançado pelas asas de aeronaves impressas em 3D. Este é um novo recorde mundial, "diz o professor Martin Wegener, Porta-voz do Cluster of Excellence "3-D Matter Made to Order" (3DMM2O), dentro do qual o sistema foi desenvolvido.

Para este tipo de impressão 3-D, o feixe de um laser passa por um fotorresiste líquido de maneira controlada por computador. O material localizado no foco do laser apenas é exposto e endurecido. "Os pontos focais correspondem aos bicos de uma impressora jato de tinta, a única diferença é que eles funcionam tridimensionalmente, "Vincent Hahn, primeiro autor da publicação, diz. Desta maneira, estruturas de filigrana altamente precisas podem ser produzidas para várias aplicações, como óptica e fotônica, ciências materiais, Bioengenharia, ou engenharia de segurança.

Tipicamente, várias centenas de milhares de voxels por segundo foram produzidos com um único ponto de luz laser até agora. Isso significa que era quase cem vezes mais lento do que as impressoras a jato de tinta gráficas, o que impediu muitas aplicações até agora. Cientistas do KIT e da Queensland University of Technology (QUT) em Brisbane / Austrália desenvolveram agora um novo sistema dentro do 3DMM2O Cluster of Excellence. Usando ótica especial, o feixe de laser é dividido em nove feixes parciais que focalizam cada um em um ponto focal. Todos os nove feixes parciais podem ser usados ​​em paralelo e, graças ao controle eletrônico aprimorado, eles podem ser movidos precisamente com muito mais rapidez do que nunca.

Esta e algumas outras melhorias técnicas fizeram os pesquisadores alcançarem velocidades de impressão 3-D de cerca de 10 milhões de voxels por segundo, que corresponde à velocidade alcançada por impressoras a jato de tinta 2-D gráficas. KIT continuará o trabalho de pesquisa e desenvolvimento nesta área. "Afinal, As impressoras 3D serão usadas para imprimir não apenas uma página, mas volumes grossos, "Hahn diz. Isso também exigirá progresso na química. Por exemplo, fotoresistentes mais sensíveis são necessários para gerar mais pontos focais na mesma saída de laser.