A tecnologia de impressão 3D ultraprecisa é um fator chave na produção de dispositivos biomédicos e fotônicos de precisão. No entanto, a tecnologia de impressão existente é limitada por sua baixa eficiência e altos custos.
O professor Shih-Chi Chen e sua equipe do Departamento de Engenharia Mecânica e de Automação da Universidade Chinesa de Hong Kong (CUHK) desenvolveram uma tecnologia rápida de impressão 3D. O segredo é um processo chamado halitografia de dois fótons com projeção de femtossegundos (FP-TPL).
Ao controlar o espectro do laser através do foco no tempo, o processo de impressão 3D é realizado camada por camada paralela, em vez da gravação ponto a ponto.
Essa nova técnica aumenta substancialmente a velocidade de impressão 1.000 a 10.000 vezes, reduzindo os custos em 98%. O resultado foi publicado recentemente na Science, confirmando a inovação tecnológica que traz a impressão 3D em nanoescala para uma nova era.
A tecnologia de impressão 3D em nanoescala convencional, isto é, a polimerização por dois fótons (TPP), opera em um modo de varredura ponto a ponto. Portanto, mesmo um objeto do tamanho de um centímetro pode levar alguns dias ou semanas (velocidade de construção ~ 0,1 mm3 / hora).
O processo leva tempo e dinheiro, o que impede aplicações práticas e industriais.
Para aumentar a velocidade, a resolução do produto acabado é muitas vezes sacrificada. O professor Chen e sua equipe superaram o difícil problema ao explorar o conceito de foco temporal em que uma “folha de luz” de femtosegundo programável é formada em todo o plano. É como se milhões de pontos de laser fossem projetados simultaneamente no avião. Em outras palavras, a tecnologia FP-TPL pode fabricar uma camada inteira dentro do tempo em que o sistema de digitalização de pontos produz um único ponto.
Rápido como um raio: de fato, como milhões de raios
A tecnologia FP-TPL foi além dos limites de antigas técnicas de impressão 3D graças à sua alta velocidade. As partes parcialmente curadas são rapidamente unidas antes de poderem entrar na resina líquida, o que permite a fabricação de estruturas complexas e salientes em larga escala.
O professor Chen disse que a tecnologia FP-TPL pode ser útil em muitas áreas. Por exemplo, nanotecnologia, materiais funcionais avançados, micro-robótica, dispositivos médicos e administração de medicamentos.
Graças à sua velocidade consideravelmente aumentada e custos reduzidos, a tecnologia FP-TPL pode ser comercializada e amplamente adotada no futuro. Especialmente se for possível fabricar dispositivos de tamanho médio-grande.
