Technologie druku 3D, oparte o metodę fotopolimeryzacji, umożliwiają wydajne wytwarzanie struktur przestrzennych o złożonej geometrii. Są jednak ograniczone poprzez konieczność wybierania pomiędzy prędkością a rozdzielczością wydruku. Polimeryzacja jednofotonowa pozwala na szybką polimeryzację centymetrowych wyrobów o detalach wielkości kilkudziesięciu mikronów. Dwufotonowa polimeryzacja zaś zapewnia precyzyjny druk struktur przestrzennych o rozmiarach mniejszych niż milimetr, z detalami mniejszymi od mikrometra. Naukowcy z EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) zaproponowali hybrydową technologię druku 3D, łączącą zalety obu metod, dla pogodzenia precyzji z większymi rozmiarami wyrobów.
Wykorzystali w tym celu polimeryzację dwufotonową na potrzeby zlokalizowanej kontroli nad precyzją detali oraz jednofotonową polimeryzację w technologii TVAM (Tomographic Volumetric Additive Manufacturing) dla szybkiego formowania ogólnej geometrii wyrobu.
W pierwszej kolejności, na szklanym pręciku, na zasadzie nadrukiwania, nanoszone są milimetrowe struktury przestrzenne metodą TVAM. Następnie, bez potrzeby zmiany żywicy światłoutwardzalnej ani wprowadzania pośrednich etapów postprocessingu, przy użyciu precyzyjnie skupionej wiązki lasera femtosekundowego, na tak przygotowane podłoże, w ramach polimeryzacji dwufotonowej, nanoszone są precyzyjne detale, zarówno na powierzchni, jak i wewnątrz struktur wydrukowanych metodą TVAM.
Przeprowadzone próby wykazały możliwość wytwarzania w sposób skalowalny milimetrowych struktur o mikrometrycznych, a nawet mniejszych detalach, nadających się do zastosowań biomedycznych i mikrooptycznych.
Unlu, B., Wechsler, F., Pu, Y., & Moser, C.: A unified multiscale 3D printer combining single-photon Tomographic Volumetric Additive Manufacturing and Two-Photon Polymerization, arXiv preprint arXiv:2601.13457, 2026
