Forbraíonn na heolaithe Teicníc Phriontála 3D Nuálaíoch Chun Micrstruchtúir Gloine a Chruthú Le Solas

De réir staidéar nua a foilsíodh san iris Science, tá modh nua forbartha ag taighdeoirí in Ollscoil California, Berkeley le haghaidh micreastruchtúir ghloine priontála 3D. Tá an modh seo níos tapúla agus táirgeann sé rudaí le cáilíocht optúil níos airde, solúbthacht dearadh agus neart.

Tá na taighdeoirí, i gcomhar le heolaithe in Ollscoil Freiburg sa Ghearmáin, tar éis cumais phróiseas priontála 3D a d'fhorbair siad trí bliana ó shin, Litagrafaíocht Aiseach Ríomhaireachtúil (CAL), a leathnú chun gnéithe níos míne a phriontáil agus a phriontáil i gloine. D'iarr siad ar an gcóras nua "micrea-CAL."

Is minic go mbíonn gloine ina rogha ábhar chun rudaí casta micreascópacha a dhéanamh, lena n-áirítear lionsaí ceamaraí beaga ardcháilíochta a úsáidtear i bhfóin chliste agus inionscóp, agus gléasanna micreashreabhach a úsáidtear chun méideanna beaga leachtanna a anailísiú nó a phróiseáil. Mar sin féin, is féidir le modhanna déantúsaíochta reatha a bheith mall, costasach, agus teoranta ina gcumas freastal ar éilimh mhéadaithe an tionscail.

Tá an próiseas CAL difriúil go bunúsach ó phróiseas déantúsaíochta priontála 3D tionsclaíoch an lae inniu, a chothaíonn rudaí ó shraitheanna tanaí ábhar. Féadfaidh an teicníocht seo a bheith am-íditheach agus is féidir uigeachtaí garbh dromchla a bheith mar thoradh air. Mar sin féin, priontaí CAL 3D an réad iomlán ag an am céanna. Bhain na taighdeoirí úsáid as léasair chun patrún solais a theilgean isteach in ábhar fóta-íogair rothlach, ag tógáil dáileog solais tríthoiseach, a solidified ansin isteach sa chruth a bhí ag teastáil. Cuireann nádúr saor ó chiseal an phróisis CAL ar chumas dromchlaí mín agus geoiméadracht casta.

Brúnn an taighde seo teorainneacha CAL, rud a léiríonn a chumas gnéithe micreascála i struchtúir ghloine a phriontáil. "Nuair a d'fhoilsíomar an modh seo den chéad uair i 2019, d'fhéadfadh CAL rudaí a phriontáil i bpolaiméirí le gnéithe thart ar an tríú cuid de milliméadar i méid," a dúirt Hayden Taylor, príomh-imscrúdaitheoir agus ollamh innealtóireacht mheicniúil ag UC Berkeley. .

"Anois, le micrea-CAL, is féidir linn rudaí a phriontáil i bpolaiméirí le gnéithe chomh beag le thart ar 20 milliúnú de mhéadar, nó thart ar an ceathrú cuid de leithead gruaig dhaonna. Agus, den chéad uair, tá an cur chuige seo léirithe againn Ní ní féidir leat a phriontáil i bpolaiméirí, ach is féidir leat a phriontáil freisin i gloine, le gnéithe síos go dtí thart ar 50 milliúnú de mhéadar."

Chun gloine a phriontáil, chomhoibrigh Taylor agus a fhoireann taighde le heolaithe in Ollscoil Freiburg, a d'fhorbair ábhar roisín speisialta ina raibh nanacháithníní gloine timpeallaithe ag leacht greamachán éadrom-íogair. Soladaíonn teilgean solais dhigitigh ón printéir an ceanglóra, agus ansin déanann na taighdeoirí an réad clóite a théamh chun an ceanglóra a bhaint agus na cáithníní a chomhleá le chéile i réad soladach de ghloine íon.

"Is é an príomhfhachtóir anseo ná go bhfuil innéacs athraonta an ceanglóra beagnach mar an gcéanna le hinnéacs athraonta na gloine, agus mar sin níl mórán scaipthe solais de réir mar a théann sé tríd an ábhar," a dúirt Taylor. Tá an próiseas priontála CAL agus an t-ábhar forbartha Glassomer (GmbH) seo ina meascán foirfe dá chéile."

Rinne an fhoireann taighde tástálacha freisin agus fuair siad amach go raibh neart níos cobhsaí ag rudaí gloine priontáilte CAL ná rudaí a rinneadh ag baint úsáide as próisis priontála ciseal-bhunaithe traidisiúnta. "Nuair a bhíonn níos mó lochtanna nó scoilteanna ag baint le rudaí gloine, nó nuair a bhíonn dromchla garbh orthu, is minic a bhriseann siad níos éasca," a dúirt Taylor. Mar sin, i gcomparáid le próisis priontála 3D ciseal-bhunaithe eile, déanann CAL rudaí le dromchlaí níos míne. Is buntáiste mór féideartha é an cumas."

Tugann modh priontála 3D CAL bealach nua agus níos éifeachtaí do mhonaróirí rudaí gloine micreascópacha chun freastal ar riachtanais éilitheacha na gcustaiméirí maidir le céimseata, méid agus airíonna optúla agus meicniúla. Go sonrach, cuimsíonn sé seo monaróirí comhpháirteanna optúla micreascópacha atá mar chuid lárnach de cheamaraí dlúth, cluasáin réaltachta fíorúla, micreascóip chun cinn agus ionstraimí eolaíocha eile. "D'fhéadfadh cumais gléas nua nó costais níos ísle a bheith mar thoradh ar a bheith in ann na codanna seo a mhonarú le luas níos mó agus saoirse geoiméadrach," a dúirt Taylor.