پژوهشگران چینی با فناوری DISH موفق شدند چاپ سه‌بعدی فوق‌سریع را با وضوح ۱۹ میکرومتر و سرعت ۰.۶ ثانیه برای کاربردهای گسترده ممکن کنند.
به گزارش سرویس فناوری تکناک، چاپ سه‌بعدی طی سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته، اما همواره با یک چالش اساسی روبه‌رو بوده است که شامل انتخاب بین دقت و سرعت می‌شود. برای دستیابی به ساختار دقیق، باید ساعت‌ها منتظر می‌ماندید و برای تولید سریع، جزئیات فدای سرعت می‌شد. تیمی از پژوهشگران دانشگاه Tsinghua University چین این محدودیت را با یک رویکرد نوآورانه پشت سر گذاشته است. برخلاف فناوری‌های سنتی نقطه‌به‌نقطه یا لایه‌به‌لایه، تکنیک جدید از میدان‌های نوری هولوگرافیک چندبعدی بهره می‌گیرد و ساختار سه‌بعدی جامد را تقریباً به صورت آنی ایجاد می‌کند.
حتما بخوانید: ابداع روشی جدید برای چاپ سه‌بعدی یکی از سخت‌ترین مواد مهندسی جهان
این روش به طور شگفت‌آور قادر است اشیای پیچیده در مقیاس میلی‌متری را تنها در ۰.۶ ثانیه تولید کند و در عین حال جزئیات بسیار دقیقی ارائه دهد. این فناوری گامی تحول‌آفرین در حوزه‌هایی مانند: بیومدیسین و نانوتکنولوژی محسوب می‌شود و محدودیت همیشگی بین سرعت و دقت را از میان برمی‌دارد. امکان توسعه کاربردهای پیشرفته در الکترونیک انعطاف‌پذیر، میکرورباتیک و مدل‌سازی بافت‌های زیستی با جزئیات بالا فراهم شده است. محققان در مقاله خود تاکید کردند: «توانستیم تولید انبوه ساختارهای سه‌بعدی پیچیده و متنوع را در مواد با ویسکوزیته پایین به دست آوریم و پتانسیل این فناوری را برای کاربردهای گسترده در حوزه‌های مختلف به اثبات رساندیم.»
فناوری DISH با نام کامل «ترکیب دیجیتال نامتجانس میدان‌های نوری هولوگرافیک» (DISH) در حوزه چاپ سه‌بعدی حجمی (Volumetric Additive Manufacturing – VAM) پیشرفت قابل توجهی ایجاد کرده است. چاپگرهای سه‌بعدی سنتی مانند یک استادکار صبور عمل می‌کنند و مواد را لایه‌به‌لایه و به آهستگی می‌سازند. در مقابل، فناوری DISH با بهره‌گیری از میدان‌های نوری هولوگرافیک، کل جسم سه‌بعدی را بدون بازوهای متحرک، نازل‌های کلیکی یا انتظار برای خشک شدن لایه‌ها به طور هم‌زمان در ظرف رزین شکل می‌دهد.
بیشتر بخوانید: چاپ سه‌بعدی، ربات‌های نرم را فرمان‌پذیر کرد
روش DISH با استفاده از پریسکوپ چرخان پرسرعت، نور را از زوایای مختلف می‌تاباند و چرخش فیزیکی ظرف رزین را حذف می‌کند. بهینه‌سازی تکراری هولوگرام‌ها وضوح ۱۹ میکرومتری را در بازه ۱ سانتی‌متر حفظ می‌کند، که وضوحی فراتر از عمق میدان لنزهای استاندارد است. این امکان فراهم می‌شود که اشیای میلی‌متری با دقت فوق‌العاده در کسری از ثانیه ساخته شوند، چه ماده ثابت باشد و چه در کانال‌های سیال جریان داشته باشد. تست‌های انجام‌شده با مواد اکریلاتی در طیف وسیعی از ویسکوزیته‌ها نشان داد که این سیستم می‌تواند با وضوح ۱۲ میکرومتر و نرخ چاپ ۳۳۳ میلی‌متر مکعب در ثانیه، تولید سریع و دقیق را هم‌زمان فراهم کند؛ وضوحی که تقریبا یک پنجم ضخامت موی انسان است.
برای مطالعه بیشتر: ربات غول‌پیکر بتن را زیر آب چاپ می‌کند + ویدیو
کاربردهای چاپ سه‌بعدی فوق‌سریع با فناوری DISH
این فناوری ظرفیت بالایی برای تولید انبوه سخت‌افزار پیچیده مانند ماژول‌های دوربین گوشی‌های هوشمند و قطعات محاسبات فوتونیک دارد. در حوزه پزشکی، ایجاد مدل‌های بافت زیستی را با وضوح بالا تسریع می‌کند و در رباتیک، امکان طراحی میکرو-ربات‌ها و الکترونیک انعطاف‌پذیر را با هندسه‌های پیچیده فراهم می‌سازد. پژوهشگران در مقاله خود خاطرنشان کرده‌اند: «بهینه‌سازی تکراری هولوگرام‌ها در زوایای مختلف وضوح ۱۹ میکرومتری را در بازه ۱ سانتی‌متر حفظ می‌کند و چاپ سه‌بعدی میلی‌متری با دقت بالا را تنها در ۰.۶ ثانیه ممکن می‌سازد.»
نتایج این تحقیق در نشریه Nature منتشر شده است.
