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作者:卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology) 莫妮卡·兰德格拉夫(Monika Landgraf)

在毫米及更大范围内工作的三维打印机越来越多地用于工业生产过程中。然而,许多应用需要以更高的速度在微米刻度上精确打印。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员现在已经开发出一套系统,以迄今为止无与伦比的速度打印出具有亚微米细节的高精度厘米级物体。这个系统是在一期高级功能材料专刊中介绍的。

为了证明这种装置的速度和可靠性,研究人员打印了一个尺寸为60立方毫米的格子结构,其细节可以精确到微米级。它包含超过3000亿个体素(体素是像素或二维图片元素的三维对应物)。”到目前为止,我们的表现已经超过了3D打印飞机机翼所达到的纪录。“这是一个新的世界纪录,”优秀集群“按顺序制作的三维物质”(3dm2o)的发言人马丁·韦格纳教授说,该系统就是在这个集群中开发的。

对于这种三维打印,激光束以计算机控制的方式通过液体光刻胶。仅位于激光焦点的材料暴露并硬化。”这些焦点对应于喷墨打印机的喷嘴,唯一的区别在于它们是三维工作的。通过这种方法,可以生产出高精度的细丝结构,用于各种应用,如光学和光子学、材料科学、生物工程或安全工程。

一般来说,到目前为止,一个激光光斑每秒产生几十万个体素。这意味着它比图形喷墨打印机慢了近百倍,而图形喷墨打印机目前阻碍了许多应用。基特和澳大利亚布里斯班昆士兰理工大学的科学家们现在已经在3dm2o卓越集群内开发出了一个新系统。利用特殊的光学原理,激光束被分成9束,每束聚焦在一个焦点上。所有九个部分光束都可以并联使用,由于改进了电子控制,它们的移动速度比以往任何时候都要快得多。

这和其他一些技术改进使研究人员达到了每秒大约1000万个体素的三维打印速度,这与图形二维喷墨打印机达到的速度相对应。基特将继续在这一领域的研究和开发工作。”毕竟,3D打印机不仅可以打印一页,还可以打印厚厚的一卷。这也需要化学方面的进步。例如,在相同的激光输出下,需要更灵敏的光刻胶来产生更多的焦点。

原文链接:http://www.kit.edu/kit/pi_2020_007_schnellster-hochpraziser-3d-drucker.php

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