Трехмерными принтерами, хотя они еще пока и не стали общедоступной вещью, в наше время никого не удивишь. Но исследователи из Венского технологического университета (Vienna University of Technology, TU Vienna), по всей видимости, считают совершенно иначе. Им удалось создать скоростной лазерный трехмерный принтер, способный печатать объемные предметы, размерами меньше песчинки. И хотя, трехмерная печать таких размеров тоже не является новинкой, отличительной чертой нового трехмерного принтера является скорость, с которой он делает свою работу. Доработка и дальнейшая коммерциализация такой технологии может упростить и сделать дешевле промышленное производство различных микроустройств, таких как медицинские импланты и им подобные.

Новый лазерный трехмерный принтер использует технологический процесс, называемый двуфотонной литографией. В качестве рабочего материала используется специальный фотополимер, содержащий молекулы, связывающиеся в длинные цепочки под воздействием света лазера. Но для активизации и полимеризации этих молекул требуется, что бы они поглотили сразу два фотона света. Единственное место, где выполняется подобное условие — это центр лазерного луча, там, где мощность светового потока имеет наибольшее значение. Используя очень тонкий луч лазерного света можно добиться высокой точности процесса трехмерной печати.

В отличие от обычных процессов трехмерной печати, процесс двуфотонной литографии позволяет полимеризовывать материал не только на поверхности, но и в глубине объема изначально жидкого исходного материала.

Помимо использования специального фотополимера еще одним из ключей к получению высоких характеристик нового трехмерного лазерного принтера стала автоматическая зеркальная система, которая управляет движением луча света в объеме обрабатываемого материала. Во время процесса трехмерной печати зеркала системы постоянно находятся в движении, поэтому время печати было сокращено за счет избавления от необходимости торможения и повторного разгона механической части системы. «До последнего времени скорость трехмерной печати с использованием процесса двуфотонной литографии измерялась в миллиметрах в секунду» — рассказывает профессор Юрген Штампфль (Prof. Jurgen Stampfl). — «Наше же устройство обеспечивает скорость печати на уровне пяти метров в секунду».

Как можно увидеть на одном из снимков, новый трехмерный лазерный принтер представляет собой достаточно сложное и громоздкое устройство. Но за счет такой сложности эта установка может изготовить крошечные объекты, такие как представленная модель гоночного автомобиля, размером в 285 микрон, менее чем за четыре минуты времени.

В настоящее время исследователи заняты поиском состава нового фотополимерного материала, который будет пригоден для применения в процессе двуфотонной литографии и будет совершенно безвреден для живых организмов, другими словами, биологически совместимым. Только после этого можно будет всерьез думать о применении подобных технологий в медицине, а поле деятельности там весьма обширно начиная от изготовления крошечных устройств-имплантов и заканчивая изготовлением каркасов, на которых из живых клеток будут выращиваться новые органы человеческого организма.