Là công nghệ thiết yếu cho nghiên cứu khoa học và sản xuất công nghiệp, in 3D từ lâu đã đối mặt với những thách thức trong việc cân bằng giữa tốc độ và độ chính xác. Việc in những vật thể có kích thước milimet với độ phân giải cao thường mất hàng chục phút, thậm chí hàng giờ, khó đáp ứng kịp nhu cầu nghiên cứu khoa học và sản xuất.
Dai Qionghai, viện sĩ Viện hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, dẫn dắt nhóm nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa tập trung vào quang học tính toán. Họ phát hiện quang học tính toán không chỉ thu nhận thông tin trường ánh sáng mà còn có thể điều khiển các trường ánh sáng ba chiều để xây dựng vật thể 3D, mang đến phương pháp mới để cải tiến công nghệ in 3D. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature tuần này.
Trong 5 năm nghiên cứu, nhóm chuyên gia vượt qua hàng loạt thách thức như điều chỉnh các trường ánh sáng đa chiều với tốc độ cao, phát triển thành công công nghệ in 3D DISH. Thí nghiệm cho thấy công nghệ mới có thể chế tạo những cấu trúc phức tạp ở kích thước mm chỉ trong 0,6 giây, đạt kích thước cấu trúc tối thiểu in được là 12 micromet và tốc độ in lên đến 333 milimet khối mỗi giây.
Một số vật thể in 3D bằng phương pháp DISH. Ảnh: Nature
Theo Wu Jiamin, thành viên nhóm nghiên cứu, DISH giúp khắc phục hạn chế về tốc độ của phương pháp quét từng điểm hoặc từng lớp, cho phép chiếu chính xác sự phân bố cường độ ánh sáng 3D phức tạp trong thời gian cực ngắn. Một ưu điểm khác là công nghệ này yêu cầu hộp chứa vật liệu in rất đơn giản, chỉ cần một bề mặt quang học phẳng, không cần thiết kế cấu trúc đặc biệt. Hơn nữa, hộp chứa đứng yên trong suốt quá trình in, không đòi hỏi sự chuyển động với độ chính xác cao như những phương pháp truyền thống.
Theo Dai, DISH có thể ứng dụng cho quá trình sản xuất hàng loạt các linh kiện siêu nhỏ như thiết bị điện toán quang tử, module camera điện thoại, bộ phận có góc nhọn và bề mặt cong phức tạp. Trong tương lai, công nghệ này có thể mở rộng ứng dụng sang lĩnh vực phức tạp hơn như thiết bị điện tử linh hoạt, robot siêu nhỏ và mô hình mô sinh học độ phân giải cao.
