Las impresoras 3-D que trabajan en el rango milimétrico y más grandes se utilizan cada vez más en los procesos de producción industrial. Muchas aplicaciones, sin embargo, requieren una impresión precisa en la escala micrométrica a una velocidad mucho mayor. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado un sistema para imprimir de alta precisión, Objetos del tamaño de un centímetro con detalles submicrométricos a una velocidad hasta ahora inigualable. Este sistema se presenta en un número especial de Materiales funcionales avanzados .

Para demostrar no solo la velocidad, sino también la fiabilidad de su configuración, los investigadores han impreso una estructura de celosía de 60 milímetros cúbicos de tamaño con detalles hasta la escala micrométrica. Contiene más de 300 mil millones de vóxeles (un vóxel es la contraparte tridimensional de un píxel o elemento de imagen bidimensional). "Hemos superado con creces el récord alcanzado por las alas de los aviones impresos en 3D. Este es un nuevo récord mundial, "dice el profesor Martin Wegener, Portavoz del Grupo de Excelencia "Materia 3D hecha a medida" (3DMM2O), dentro del cual se desarrolló el sistema.

Para este tipo de impresión 3D, el rayo de un láser pasa un fotorresistente líquido de una manera controlada por computadora. El material ubicado en el foco del láser solo está expuesto y endurecido. "Los puntos focales corresponden a las boquillas de una impresora de inyección de tinta, la única diferencia es que funcionan en tres dimensiones, "Vincent Hahn, primer autor de la publicación, dice. De este modo, Se pueden producir estructuras de filigrana de alta precisión para diversas aplicaciones, como la óptica y la fotónica, ciencias de los materiales, bioingeniería, o ingeniería de seguridad.

Típicamente, Hasta ahora se han producido varios cientos de miles de vóxeles por segundo con un solo punto de luz láser. Esto significa que era casi cien veces más lento que las impresoras de inyección de tinta gráficas, lo que ha impedido muchas aplicaciones hasta ahora. Los científicos de KIT y la Universidad de Tecnología de Queensland (QUT) en Brisbane / Australia han desarrollado un nuevo sistema dentro del Clúster de Excelencia 3DMM2O. Usando ópticas especiales, el rayo láser se divide en nueve rayos parciales que se enfocan en un punto focal cada uno. Los nueve haces parciales se pueden utilizar en paralelo y, gracias a un control electrónico mejorado, se pueden mover con precisión mucho más rápido que nunca.

Esta y algunas otras mejoras técnicas hicieron que los investigadores alcanzaran velocidades de impresión 3-D de aproximadamente 10 millones de vóxeles por segundo. que corresponde a la velocidad alcanzada por las impresoras gráficas de inyección de tinta 2-D. KIT continuará con el trabajo de investigación y desarrollo en esta área. "Después de todo, Se utilizarán impresoras 3D para imprimir no solo una página, pero espesos volúmenes, ", Dice Hahn. Esto también requerirá avances en química. Por ejemplo, Se necesitan fotorresistencias más sensibles para generar más puntos focales en la misma salida de láser.