Technologie d'impression 3D Xolographie. une, Illustration rendue de la zone d'impression et des voies de réaction photoinduites associées du DCPI. b, Spectre d'absorbance du DCPI dans la résine 1 dans des conditions sombres (gris) et irradiation UV à 375 nm (bleu). c, Cinétique de photocommutation sondée à 585 nm :génération de l'état actif DCPI lors d'une irradiation UV à 375 nm à 1,5 mW cm -2 pendant 145 s, suivi d'une relaxation thermique à l'état fondamental dans l'obscurité. Crédit: La nature (2020). DOI :10.1038/s41586-020-3029-7
Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Allemagne a développé une nouvelle chimie pour un meilleur contrôle du volume de liquide dans la fabrication additive volumétrique. Dans leur article publié dans la revue La nature , le groupe décrit leur processus et à quel point il a bien fonctionné lorsqu'il a été testé.
L'impression tridimensionnelle a fait la une des journaux au cours de la dernière décennie, car elle a révolutionné le processus de fabrication d'une grande variété de produits. La plupart des impressions 3D impliquent de contrôler des portiques qui fonctionnent ensemble pour positionner une buse qui applique différents types de matériaux à une base pour construire des produits. Plus récemment, de nouveaux types d'imprimantes 3D ont été développés pour la fabrication additive volumétrique, ou VAM, qui utilisent la lumière laser pour induire la polymérisation dans un précurseur liquide pour créer des produits. Ils fonctionnent en construisant des produits une couche à la fois. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont amélioré la façon dont la polymérisation démarre dans les applications VAM. En ajoutant la possibilité de contrôler le volume de précurseur liquide impliqué dans le processus d'initiation, ils ont pu augmenter de 10 fois la résolution de l'impression VAM. Ils appellent leur procédé nouvellement amélioré xolographie car il implique l'utilisation de deux faisceaux lumineux croisés pour solidifier un objet souhaité.
Le processus commence par la création d'une feuille de lumière rectangulaire à l'aide d'un laser tiré dans une cuve de précurseur liquide. Le laser excite les molécules précurseurs à l'intérieur du rectangle, les préparant pour le deuxième faisceau de lumière. Le second laser est ensuite dirigé dans le rectangle sous la forme d'une tranche d'image préformée. Lorsque la tranche est projetée dans le rectangle, les molécules précurseurs excitées se solidifient en un polymère, formant une tranche solidifiée. Le volume de résine est ensuite déplacé (la feuille de lumière reste fixe) afin que le processus puisse être répété pour créer une autre tranche. Le processus global est répété, créer plus de tranches au fur et à mesure, jusqu'à l'obtention de la forme souhaitée.
Les chercheurs ont démontré l'amélioration de la résolution de leur technique en imprimant d'abord en 3D une minuscule bille piégée à l'intérieur d'une cage sphérique de 8 mm de diamètre. Ils ont suivi cela en imprimant une lentille de Powell asphérique, puis un buste d'un être humain de 3 cm de diamètre.
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