La tecnología de impresión 3D ultraprecisa es un factor clave en la producción de dispositivos biomédicos y fotónicos de precisión. Sin embargo, la tecnología de impresión existente está limitada por su baja eficiencia y sus altos costos.
El profesor Shih-Chi Chen y su equipo del Departamento de Ingeniería Mecánica y Automatización de la Universidad de Hong Kong de China (CUHK), han desarrollado una tecnología de impresión 3D rápida. El secreto es un proceso llamado halitografía de dos fotones de proyección de femtosegundos (FP-TPL).
Al controlar el espectro láser a través del enfoque temporal, el proceso de impresión 3D se realiza paralelamente capa por capa en lugar de escribir de punto a punto.
Esta nueva técnica aumenta sustancialmente la velocidad de impresión. 1.000-10.000 veces mientras se reducen los costos en un 98%. El resultado fue publicado recientemente en Science, confirmando el avance tecnológico que lleva la impresión 3D a nanoescala a una nueva era.
La tecnología de impresión 3D a nanoescala convencional, es decir, la polimerización de dos fotones (TPP), funciona en un modo de escaneo punto por punto. Por lo tanto, incluso un objeto del tamaño de un centímetro puede llevar algunos días o semanas (velocidad de construcción ~ 0,1 mm3 / hora).
El proceso lleva tiempo y dinero, lo que impide aplicaciones prácticas e industriales.
Para aumentar la velocidad, a menudo se sacrifica la resolución del producto terminado. El profesor Chen y su equipo superaron el difícil problema explotando el concepto de enfoque temporal en el que se forma una "lámina de luz" programable de femtosegundos sobre todo el plano. Es como si millones de focos láser se proyectaran simultáneamente sobre el avión. En otras palabras, la tecnología FP-TPL puede fabricar una capa completa dentro del tiempo que el sistema de escaneo de puntos produce un solo punto.
Rápido como un rayo, de hecho: como millones de rayos
La tecnología FP-TPL ha ido más allá de los límites de viejas técnicas de impresión 3D Gracias a su alta velocidad. Las partes parcialmente curadas se unen rápidamente antes de que puedan pasar a la resina líquida, lo que permite la fabricación de estructuras complejas y sobresalientes a gran escala.
El profesor Chen dijo que la tecnología FP-TPL puede ser útil en muchas áreas. Por ejemplo, nanotecnología, materiales funcionales avanzados, micro-robótica, dispositivos médicos y suministro de medicamentos.
Gracias a su velocidad considerablemente mayor y a sus costos reducidos, la tecnología FP-TPL tiene el potencial de ser comercializada y ampliamente adoptada en el futuro. Especialmente si será posible fabricar dispositivos de tamaño medio-grande.
