Нова техника за двуфотонна полимеризация е разработена от учени от университета Purdue в САЩ. Тази технология умело комбинира два лазера, с помощта на технология за 3D печат, в случай на фемтосекундна лазерна мощност, намалена с 50 процента, отпечатвайки сложна 3D структура с висока разделителна способност. Той помага да се намалят разходите за процесите на 3D печат с висока разделителна способност, като по този начин допълнително се разширява обхватът на приложенията. Изследователската статия е публикувана в последния брой на списанието Optics Express.
Двуфотонната полимеризация е усъвършенствана технология за адитивно производство, която се съсредоточава върху използването на фемтосекундни лазери за отпечатване на материали в прецизно 3D. Въпреки че технологията е отлична при създаването на микроструктури с висока разделителна способност, високата й цена е пречка за широкото й използване.
В светлината на това екипът креативно комбинира сравнително евтин лазер, който излъчва видима светлина, с фемтосекунден лазер, който излъчва инфрачервени импулси, намалявайки мощността на фемтосекундния лазер с 50 процента. Този иновативен подход ефективно намалява разходите за отпечатване на отделни части.
Новият метод съчетава еднофотонното поглъщане на 532-нанометров наносекунден лазер с подхода на двуфотонно поглъщане на 800-нанометров фемтосекунден лазер. За да се постигне оптимален баланс между двата лазерни печата, екипът конструира и нов математически модел, за да придобие по-задълбочено разбиране на включените фотохимични процеси и да изчисли точно синергичните ефекти на двуфотонните и еднофотонните процеси на възбуждане, като по този начин гарантира че идеалните резултати при печат все още могат да бъдат постигнати при по-ниски фемтосекундни лазерни мощности.
Експерименталните резултати показват, че за 2D структури новият метод намалява мощността, необходима на фемтосекундния лазер с 80 процента; за 3D структури се намалява с около 50 процента.
Екипът каза, че технологията за 3D печат с висока разделителна способност има широки перспективи за приложение, включително, но не само, производството на 3D електронни устройства, разработването на микророботи в областта на биомедицината и изграждането на 3D структури или скелета за тъканно инженерство .
Накратко, фемтосекундният лазерен 3D печат е фотохимична реакция, която протича в много малък обем за изграждане на фини 3D структури. Това е много авангардна технология в съвременното адитивно производство, но има ограничения по отношение на скоростта на печат и енергийния бюджет. Сега екипът е преминал ценовата бариера, като отпечатва структури с висока разделителна способност с половината от мощността. Най-ценното от всичко е, че тази нова технология може също така лесно да бъде интегрирана в съществуващите системи за фемтосекунден лазерен 3D печат, което води до по-бърза реализация на приложения в биомедицината, микророботика, микрооптика и много други области.
