Novo tehniko dvofotonske polimerizacije so razvili znanstveniki na Univerzi Purdue v Združenih državah Amerike. Ta tehnologija pametno združuje dva laserja, s pomočjo tehnologije 3D tiskanja, v primeru femtosekundnega laserja zmanjša moč za 50 odstotkov, natisne kompleksno 3D strukturo visoke ločljivosti. Pomaga zmanjšati stroške procesov 3D-tiskanja z visoko ločljivostjo, s čimer dodatno razširi obseg uporabe. Raziskovalni članek je objavljen v zadnji številki revije Optics Express.
Dvofotonska polimerizacija je napredna tehnologija aditivne proizvodnje, ki se osredotoča na uporabo femtosekundnih laserjev za tiskanje materialov v natančnem 3D. Čeprav je tehnologija odlična pri ustvarjanju mikrostruktur z visoko ločljivostjo, je njena visoka cena ovira za njeno široko uporabo.
V luči tega je ekipa ustvarjalno združila razmeroma poceni laser, ki oddaja vidno svetlobo, s femtosekundnim laserjem, ki oddaja infrardeče impulze, s čimer je zmanjšala moč femtosekundnega laserja za 50 odstotkov. Ta inovativen pristop učinkovito zniža stroške tiskanja posameznih delov.
Nova metoda združuje enofotonsko absorpcijo 532-nanometrskega nanosekundnega laserja s pristopom dvofotonske absorpcije 800-nanometrskega femtosekundnega laserja. Da bi dosegli optimalno ravnovesje med obema laserskima tiskanjem, je skupina izdelala tudi nov matematični model, da bi pridobila globlje razumevanje vpletenih fotokemičnih procesov in natančno izračunala sinergijske učinke dvofotonskega in enofotonskega vzbujanja, s čimer bi zagotovila da je še vedno mogoče doseči idealne rezultate tiskanja pri nižjih femtosekundnih laserskih močeh.
Eksperimentalni rezultati kažejo, da nova metoda za 2D strukture zmanjša moč, ki jo zahteva femtosekundni laser, za 80 odstotkov; pri 3D strukturah se zmanjša za približno 50 odstotkov.
Ekipa je dejala, da ima tehnologija 3D-tiskanja visoke ločljivosti široke možnosti uporabe, vključno z, vendar ne omejeno na izdelavo 3D-elektronskih naprav, razvojem mikro-robotov na biomedicinskem področju in konstrukcijo 3D-struktur ali ogrodij za tkivni inženiring. .
Skratka, femtosekundno lasersko 3D tiskanje je fotokemična reakcija, ki poteka v zelo majhnem volumnu za gradnjo finih 3D struktur. To je zelo vrhunska tehnologija v sodobni aditivni proizvodnji, vendar ima omejitve glede hitrosti tiskanja in proračuna energije. Zdaj je ekipa presegla stroškovno oviro s tiskanjem struktur visoke ločljivosti s polovično močjo. Najbolj dragoceno od vsega je, da je to novo tehnologijo mogoče preprosto integrirati v obstoječe sisteme femtosekundnega laserskega 3D tiskanja, kar vodi do hitrejše realizacije aplikacij v biomedicini, mikrorobotiki, mikrooptiki in številnih drugih področjih.
