Hologramme: Die Zukunft des schnellen nanoskaligen 3D-Drucks?

Der 3D-Druck durch Malen mit Lichtstrahlen auf einem Behälter mit flüssigem Kunststoff war einst Science-Fiction-Stoff, heute ist er jedoch eine rein wissenschaftliche Tatsache. Darüber hinaus sind wir fast schon blasiert über die Verbrauchertechnologie. Wissenschaftler und Ingenieure auf der ganzen Welt haben in ihren Labors in aller Stille mit unterschiedlichem Erfolg an der neuen Technologie des nanoskaligen 3D-Drucks gearbeitet. Kürzlich berichtete IEESpectrum über einige vielversprechende Arbeiten mit holographischer Bildgebung, um nanoskalige Strukturen in Rekordgeschwindigkeit zu erzeugen.

Aktuelle Stereolithografiedrucker nutzen einen UV-Laser, der über den Boden eines Behälters mit UV-empfindlichem, flüssigem Photopolymerharz gescannt wird, das chemisch optimiert ist, um es für die UV-Frequenzphotonen empfindlich zu machen. Das ist alles in Ordnung, aber wie wir wissen, ist diese Methode langsam und kann eine begrenzte Auflösung haben und wurde weitgehend von der LCD-Technologie abgelöst. Die jüngste Forschung konzentriert sich auf die Zwei-Photonen-Lithographie, bei der ein Harz verwendet wird, das für die betreffende Lichtwellenlänge weitgehend transparent ist, aber vor allem mit ausreichender Energiedichte polymerisiert werden kann (d. h. die Methode erfordert die gleichzeitige Absorption mehrerer Photonen). Dies ist der Fall Dies wird erreicht, indem gepulste Laser auf einen sehr engen Punkt fokussiert werden, wodurch die erforderliche enorme Energiedichte erreicht wird. Dieser enge Fokus und die Möglichkeit, den Strahl durch den Flüssigkeitsbehälter zu leiten, ermöglichen eine viel engere Bildauflösung. Aber es ist langsam, schmerzhaft langsam.

Die neueste Idee eines Forscherteams der Chinesischen Universität Hong King und einiger verwandter Parteien besteht darin, ein DLP-Mikrospiegel-Array zu verwenden, um ein holographisches Bild zu erzeugen, das im Wesentlichen aus tausend eng fokussierten und steuerbaren Strahlen besteht, die alle parallel arbeiten . Und wo Parallelität herrscht, erhöht sich die Geschwindigkeit. Berichten zufolge wurden Testdrucke mit den speziellen Dual-Photonen-Harzen mit bis zu 54 mm^3 pro Stunde und einer maximalen Auflösung von 90 µm erstellt, wenn auch wahrscheinlich nicht zur gleichen Zeit. Einige weitere interessante Ergebnisse wurden gezeigt: Unter Verwendung einer Suspension von Eisenoxid-Nanopartikeln erzeugte die Technik Mikromaschinen, die magnetisch manipuliert werden konnten. Darüber hinaus konnten durch die Steuerung der einzelnen Strahlleistungen im Verlauf des Druckvorgangs bis zu elf Graustufenwerte erzeugt werden, wodurch variable Materialeigenschaften realisiert werden konnten.

Hologramme machen Spaß, deshalb hier eine kurze Anleitung zum Selbermachen zu Ihrer eigenen Unterhaltung. Sobald Sie das abgeschickt haben, schauen Sie sich diesen Beitrag über ein Projekt an, bei dem Tensorflow verwendet wird, um mithilfe einer handelsüblichen Kamera vorherzusagen, wie ein Hologramm nur aus 2D-Daten aussehen würde.