Голографическая 3D-печать создает герметичные микроструктуры за 20 секунд

Исследователи Университета Юты создали метод голографической 3D-печати, который формирует микроструктуры за 20 секунд одним лазерным проходом. Технология устраняет слабые швы между слоями и сокращает время производства в десятки раз по сравнению с традиционными лазерными системами.

Основа метода — наноструктурированная маска, преобразующая лазерный луч в голографический паттерн. Свет фокусируется в объеме светочувствительного полимера SU-8 (эпоксидная смола для микроэлектроники) и отверждает весь объект целиком. Это исключает послойное наращивание и формирует бесшовную структуру без границ раздела.

Команда изготовила массивы микротрубок диаметром 6 микрометров с соотношением сторон 120:1. Напечатанные элементы выдержали испытания на сжатие и продемонстрировали способность транспортировать жидкости капиллярным методом. Система работает в режиме конвейера и непрерывно производит детали разных форм.

Метод использует принципы фотолитографии — технологии производства полупроводниковых чипов. Голографическая маска компенсирует дифракцию (рассеивание света) и направляет энергию лазера точно в зону формирования объекта. Сейчас технология контролирует только два измерения, но исследователи работают над полноценной 3D-печатью с сохранением скорости.

Работу провели профессор Раджеш Менон с кафедры электротехники Инженерного колледжа Прайса и научный сотрудник Дацзюнь Линь. Традиционная послойная 3D-печать оставляет микроскопические швы на границах слоев, что снижает прочность деталей и вызывает утечки в микрофлюидных системах (устройствах для работы с микрообъемами жидкостей).