В основе технологии лежит специальная наноструктурированная голографическая маска, преобразующая лазерный луч в объёмное световое поле, соответствующее форме будущего изделия. Проходя через неё, лазер одновременно засвечивает необходимые области фоточувствительного полимера SU-8, мгновенно формируя внутри материала готовую трёхмерную структуру.
Главное преимущество метода заключается в отказе от послойной печати. В обычных аддитивных технологиях именно границы между слоями часто становятся зонами механической слабости. Новый подход позволяет получать монолитные микроструктуры с более однородными механическими свойствами и повышенной прочностью.
Технология основана на принципах фотолитографии, широко применяемой в производстве полупроводников. Однако вместо формирования двумерных рисунков на поверхности материала исследователи научились создавать полноценные объёмные объекты непосредственно внутри фотополимера.
Ключевым элементом установки стала разработанная учёными нанолинза, выполняющая функцию голографической маски. Она компенсирует рассеяние света внутри материала и концентрирует лазерную энергию только в тех областях, где должна образоваться будущая деталь.
В ходе испытаний команда изготовила массивы микротрубок диаметром около 6 мкм, при этом их длина превышала диаметр примерно в 120 раз. Несмотря на столь высокое отношение длины к толщине, конструкции продемонстрировали хорошую механическую устойчивость.
Эксперименты также показали, что созданные микроканалы способны транспортировать жидкости благодаря капиллярному эффекту. Это открывает перспективы использования технологии при производстве микрофлюидных систем, лабораторий на чипе, компонентов микроэлектроники, миниатюрных сенсоров и других высокоточных устройств.
Ещё одной особенностью разработки стала возможность непрерывного производства: исследователи успешно продемонстрировали последовательное изготовление нескольких микродеталей без перенастройки системы. В перспективе это может стать основой высокопроизводительных линий массового выпуска микрокомпонентов.
Пока технология остаётся экспериментальной. На текущем этапе разработчики отмечают ограничения по точному управлению геометрией во всех трёх измерениях, однако уже работают над созданием полноценной системы трёхмерной печати, которая сохранит высокую скорость и точность нового метода.
Теги: 3D-печать, микропроизводство, фотолитография, лазер, микроэлектроника, микрофлюидика, лаборатория на чипе, нанотехнологии, аддитивные технологии, Университет Юты.
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
