Chińscy naukowcy z LimIT (laboratory of imaging and intelligent technology) na uniwersytecie Tsinghua zaprezentowali nową metodę wolumetrycznego druku 3D – DISH (digital incoherent synthesis of holographic light fields). Zaadaptowanie na potrzeby druku 3D najnowszych osiągnięć w dziedzinie optyki obliczeniowej, wykorzystującej cząstkowe równania różniczkowe do wyliczania optymalnych parametrów soczewek i zwierciadeł, pozwoliło na realizację wolumetrycznego wydruku w rekordowym czasie ekspozycji, wynoszącym jedynie 0,6 s.
Badacze z LimIT doszli do wniosku, że optyka obliczeniowa sprawdza się nie tylko do pozyskiwania informacji o polach świetlnych, na przykład na użytek skanowania 3D, lecz może być także zaadaptowana w ramach procesu odwrotnego – na potrzeby druku 3D. Podjęli się więc opracowania systemu, umożliwiającego przetworzenie obrazu wejściowego na wolumetryczną projekcję. Po pięciu latach badań, zespół zdołał przezwyciężyć główne problemy technologiczne, związane z dużą szybkością modulacji pól świetlnych, projektowaniem algorytmów optymalizacji projekcji holograficznych o zwiększonej głębi ostrości i precyzyjną kalibracją wiązki świetlnej poprzez cyfrową optykę adaptatywną.
Proces DISH przezwycięża ograniczenia typowych technik druku 3D, związane z punktowym lub warstwowym charakterem utrwalania materiału. Opracowana metoda jest w stanie precyzyjnie naświetlać złożony rozkład przestrzenny intensywności światła w rekordowo krótkim czasie. 0,6 s wystarcza do utrwalenia w światłoutwardzalnej żywicy skomplikowanych struktur milimetrowych rozmiarów, co świadczy o osiągnięciu prędkości druku na poziomie 333 mm3/s i przekłada się na tempo 1.25×108 wokseli na sekundę.
Dalszy rozwój metody DISH i innych rozwiązań w zakresie wolumetrycznego druku 3D może w przyszłości zapoczątkować nowy etap w rozwoju wytwarzania przyrostowego, na którym przełamane zostaną bariery, wynikające z punktowej aplikacji energii i warstwowej struktury wyrobu.
media.au.tsinghua.edu.cn
Wang, X., Ma, Y., Niu, Y. et al.: Sub-second volumetric 3D printing by synthesis of holographic light fields. Nature 650, 882–890 (2026)
