Новый метод 3D-печати магнитных микроструктур

Исследователи из Университета Гренобля (Альпы, Франция) разработали новый способ 3D-печати микроструктур, деформируемых внешним магнитным полем. Используя технологию 3D-печати с двухфотонной полимеризацией (2PP) от французской компании Microlight 3D, ученые создали сложные микро-пинцеты, которые работают только с помощью магнитного поля. Двухфотонная полимеризация - это технология, которая была исследована многими учеными и компаниями для создания микро- и нано-размерных структур. Команда из Гренобля протестировала свою новую технику 2PP, создав нано-размерную копию «Тысячелетнего сокола» из франшизы «Звездные войны», длина которой составляла 100 мкм. В случае Microlight 3D, их AM-системы используют 2PP для создания структур из фотоактивируемого материала. А точнее, два фотона в фокусе их импульсного лазера могут одновременно поглощаться фотоактивированным мономером в небольшом объеме, называемом «вокселем»*. Когда это происходит, начинается химическая реакция, в результате которой жидкий мономер становится твердым полимером внутри вокселя. Эта технология идеально подходит для 3D-печати сверхвысокого разрешения, поскольку диаметр такого вокселя может составлять всего 0,1 мкм.

*Воксель – образовано из двух слов «volumetric pixel» - объемный пиксель. Это объемные (трехмерные) пиксели. Т.е. 3D объект можно представить состоящим из маленьких кубиков (вокселей).

Команда создала свою микроструктуру, используя метод прямого лазерного соединения, в котором они случайным образом распределили поликристаллические микро-шарики на полимерной подложке, отверждаемой УФ-излучением. Во время процесса лазер 3D-принтера переходил от объекта к шарику, по пути отверждая фоторезист. Это открывает возможность для нового поколения микро-приводов в приложениях мягкой робототехники.

Технология двухфотонной полимеризации (2PP), используемая в микропроизводственных машинах Microlight3D, является результатом 15-летних фундаментальных исследований в Университете Гренобль-Альп (UGA), первых научных публикаций, датированных 2002 годом. Исследователи продемонстрировали, что контроль лазерных импульсов в субнаносекундном режиме могут создавать сверхузкие и воспроизводимые воксели, что является основой для 3D-печати с высоким разрешением и высокой гладкостью. Более того, они продемонстрировали, что воксель можно размещать и свободно перемещать в любом месте в объеме смолы, что исключает послойный подход к 3D-печати классических технологий аддитивного производства и открывает путь к уникальной печати.

Эти инновации позволяют Microlight3D выводить на рынок 3D-принтеры с уникальными характеристиками с точки зрения высочайшего разрешения печати, компактности и гибкости использования.
Это также обеспечивает лучшую надежность, поскольку эти промышленные лазеры служат очень долго и не требуют ежегодного обслуживания.