Принтеры для печати объёмных объектов похожи на обычные струйные принтеры, но сильно уступают им по скорости работы. Головки или картриджи струйных принтеров содержат десятки и даже сотни сопел, тогда как, например, лазерная 3D-печать оперирует единственным лучом. Этот недостаток 3D-принтеров исправили немецкие учёные и скорость 3D-печати выросла на несколько порядков.
Группа учёных из Технологического института Карлсруэ (KIT) опубликовала в журнале Advanced Functional Materials статью, в которой рассказала о создании самой быстрой 3D-печатной лазерной установки для высокоточной печати объектов сантиметрового масштаба. Представленный учёными 3D-принтер ориентирован на печать с точностью до одного микрометра. Такая точность нужна для производства метаматериалов с необычными свойствами и для промышленного производства деталей со сложной формой.
По словам учёных, новая установка позволила установить мировой рекорд по скорости высокоточной печати. Предложенные усовершенствования позволили исследователям достичь скорости 3D-печати около 10 миллионов вокселей в секунду (воксель ― это объёмный аналог пикселя), что соответствует скорости, достигнутой графическими 2D-струйными принтерами. До сих пор максимальная скорость печати высокоточных 3D-принтеров составляла несколько сотен тысяч вокселей в секунду.
Главным в новом 3D-принтере стала оптическая система, которая позволила разделить один лазерный луч на девять с возможностью управлять фокусом каждого из них отдельно. Фактически речь идёт о создании печатающей головки с 9 «соплами», если иметь в виду струйные аналоги. Создание объёмной модели происходит послойно в жидком фоторезисте, который затвердевает в точках, на которых фокусируется лазерный луч.
В представленном выше на фотографии бруске метаматериала объёмом 60 мм3 с решётчатой структурой напечатано 300 млрд вокселей. Точность и скорость печати новой установки можно повысить ещё больше, если создать более чувствительный фоторезист. Насколько можно улучшить новую технологию? Учёные собираются это проверить.