Tým z čínské Tsinghua University se rozhodl obejít princip tradičních 3D tiskáren. Místo postupného nanášení materiálu vyvinul technologii nazvanou Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields, zkráceně DISH. Ta pracuje s holografickým světelným polem, které se promítne přímo do objemu fotosenzitivní pryskyřice. Objekt se tak zpevní celý najednou.

Výsledkem není postupně rostoucí tvar, ale okamžitě vytvořený trojrozměrný objekt. V laboratorních testech dokázal systém vytisknout plně hotový mikroskopický předmět za 0,6 sekundy. Rychlost dosahovala až 333 kubických milimetrů za sekundu.

Klíčem je způsob, jakým se světlo do materiálu dostává. Zařízení využívá vysokorychlostní rotující periskop, který směruje světelné paprsky z různých úhlů. Není tedy nutné otáčet samotnou nádobu s pryskyřicí. Holografická pole se překrývají v přesně vypočtených bodech a vytvářejí strukturu s jemností až 12 mikrometrů, tedy přibližně pětinu tloušťky lidského vlasu. V hloubce jednoho centimetru systém dosahuje rozlišení kolem 19 mikrometrů.

Konec kompromisu mezi rychlostí a detailem

V oblasti aditivní výroby se dlouhodobě řeší zásadní dilema. Buď rychlost, nebo detail. Pokud chtějí inženýři extrémně jemnou strukturu, musí počítat s delší dobou tisku. Jestliže však potřebují rychlost, obvykle ustoupí z nároků na přesnost. Technologie DISH tento kompromis výrazně oslabuje.

Možnosti využití jsou široké. V biomedicíně by rychlá výroba přesných tkáňových modelů mohla urychlit testování léčiv i výzkum regenerativní medicíny. V oblasti mikrorobotiky nebo flexibilní elektroniky by bylo možné přímo tisknout propojené a zakřivené části, které klasické vrstvení zvládá jen obtížně.

Výzkumníci navíc uvádějí, že systém pracuje s akrylátovými pryskyřicemi různé viskozity. To naznačuje potenciál pro průmyslové nasazení. Komponenty pro fotoniku, moduly kamer nebo mikromechanické systémy by mohly vznikat rychleji a bez současných výrobních prodlev.

Studie byla publikována v časopise Nature a odborná komunita ji už nyní označuje za jeden z nejvýraznějších posunů v oblasti 3D tisku za poslední roky. Pokud se technologii podaří převést z laboratorního prostředí do širší praxe, může změnit způsob, jakým se vyrábějí drobné, ale technologicky zásadní součástky.