Der Multiphotonen-3D-Laserdruck hat die Miniaturfertigung revolutioniert, aber Einschränkungen in der Geschwindigkeit und Materialkompatibilität haben ihn gebremst. Jetzt haben Forscher einen großen Schritt nach vorne gemacht und die Druckgeschwindigkeit verzehnfacht, ohne dabei die exquisiten Details zu verlieren.
Dieser Durchbruch, der in einer neuen Studie vorgestellt wurde, nutzt mehrere fokussierte Strahlen anstelle von einem, was den Voxeldurchsatz erheblich steigert. Stellen Sie sich vor, Sie würden innerhalb von Minuten Millionen mikroskopisch kleiner Teile, wie komplizierte medizinische Geräte oder winzige, maßgeschneiderte Medikamentenverabreichungsdrohnen, akribisch herstellen. Dies ist die Zukunft, die durch diesen innovativen Ansatz ermöglicht wird.
Die Forscher ordneten diese Laserstrahlen mithilfe speziell angefertigter optischer Komponenten strategisch an, um eine optimale Fokussierung und Leistungsabgabe zu gewährleisten. Ihr hochpräzises System druckt nicht nur schneller, sondern verarbeitet auch eine größere Auswahl an Materialien und öffnet so Türen für vielfältige Anwendungen.
Die Studie, veröffentlicht In Licht: Fortschrittliche Fertigung, demonstrierte seine Leistungsfähigkeit durch zwei beeindruckende Demonstrationen. Zunächst wurden Millionen individuell gestalteter Mikropartikel gedruckt, was den Weg für personalisierte Medizin und revolutionäre Lösungen zur Arzneimittelverabreichung ebnete. Zweitens enthüllten die Forscher ein riesiges, komplexes Metamaterial mit über 1,7 Billionen Voxeln – eine Rekordleistung im Mikrodruck.
Bei diesem Fortschritt geht es nicht nur um Geschwindigkeit und Komplexität. Es verschiebt die Grenzen der Erschwinglichkeit und Zugänglichkeit. Die kritischen optischen Komponenten für dieses High-Tech-System wurden selbst mit einem handelsüblichen Laserdrucker gedruckt, was das Potenzial der Technologie für eine breitere Akzeptanz und Demokratisierung demonstriert.
Diese Forschung zeichnet ein lebendiges Bild der Zukunft. Stellen Sie sich vor, Sie könnten dank dieser Revolution im Mehrstrahl-Laserdruck nahtlos komplexe Mikromaschinen, personalisierte medizinische Implantate und bahnbrechende Materialien drucken. Indem sie die Grenzen von Geschwindigkeit und Präzision verschieben, ebnen Forscher den Weg für eine Zukunft, in der Mikrodruck die Welt prägt – ein winziges, sorgfältig gefertigtes Voxel nach dem anderen.
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Pascal Kiefer et al., Ein 3D-Laserdrucker mit Multiphotonen-(7×7)-Fokus, der auf einem 3D-gedruckten diffraktiven optischen Element und einem 3D-gedruckten Mehrlinsen-Array basiert, Licht: Fortschrittliche Fertigung (2024). DOI: 10.37188/lam.2024.003