Hologram mengambil pencetakan 3D ke tingkat berikutnya – dengan presisi dan kecepatan yang luar biasa
Para ilmuwan telah memanfaatkan proyeksi holografik untuk mencapai resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam teknik pencetakan 3D berbasis cahaya.
Pencetakan 3D Tradisional Membangun Objek Lapisan demi Lapisan, tetapi Tomographic Volumetric Additive Manufacturing (TVAM) mengambil pendekatan yang berbeda. Ia menggunakan cahaya laser untuk menerangi botol resin yang berputar, bahan pemantar hanya di mana energi yang terakumulasi melampaui ambang batas tertentu. Keuntungan utama dari TVAM adalah kecepatannya-itu dapat menghasilkan objek dalam hitungan detik, sedangkan pencetakan 3D berbasis lapisan konvensional memakan waktu sekitar 10 menit. Namun, efisiensinya adalah kelemahan utama, karena hanya sekitar 1% dari cahaya yang diproyeksikan berkontribusi untuk membentuk bentuk yang dimaksud.
Para peneliti dari Laboratorium Perangkat Fotonik Terapan EPFL, yang dipimpin oleh Profesor Christophe Moser, dan Pusat SDU untuk Teknik Photonics, yang dipimpin oleh Profesor Jesper Glückstad, telah mengembangkan teknik TVAM yang lebih efisien, seperti yang dilaporkan di accuracy, using 25 times less optical power than previous studies.
Mimicking complex biological structures
The holograms are generated using a technique called HoloTile, which was invented by Professor Glückstad. HoloTile involves superimposing multiple holograms of a desired projection pattern, and eliminates random light interference called speckle noise that would otherwise create grainy images. Although holographic volumetric additive manufacturing has been reported previously, the joint EPFL-SDU team’s approach is the first to yield such high-fidelity 3D-printed objects, largely thanks to the use of HoloTile.
https://www.youtube.com/watch?v=iwytciembi
Metode ini memungkinkan pembuatan objek skala milimeter dalam hitungan detik. Kredit: LAPD EPFL
Mahasiswa EPFL dan penulis utama Maria Isabel Alvarez-Castaño menjelaskan bahwa aspek unik lain dari pendekatan holografik adalah bahwa balok hologram dapat dibuat 'penyembuhan diri', yang berarti mereka dapat menyebar melalui resin tanpa dilemparkan keluar dari partikel kecil. Properti penyembuhan diri ini sangat penting untuk pencetakan 3D dengan bio-resin dan hidrogel yang sarat dengan sel, membuat metode ini cocok untuk aplikasi biomedis.
“Kami tertarik untuk menggunakan pendekatan kami untuk membangun bentuk kompleks 3D dari struktur biologis, memungkinkan kami untuk mencetak bio, misalnya, model jaringan atau organ skala kehidupan,” kata Alvarez-Castaño.
Ke depan, tim bertujuan untuk meningkatkan efisiensi metode mereka dua kali lipat. Moser mengatakan bahwa dengan beberapa peningkatan komputasi, tujuan utamanya adalah menggunakan manufaktur aditif volumetrik holografik untuk membuat objek dengan hanya memproyeksikan hologram ke resin, tanpa perlu memutarnya. Ini selanjutnya dapat menyederhanakan manufaktur aditif volumetrik dan meningkatkan potensi proses fabrikasi volume tinggi dan hemat energi. Dia menambahkan bahwa fakta bahwa hologram dapat diberi kode menggunakan peralatan komersial standar menambah kepraktisan pendekatan.
“Penambahan holografik untuk teknologi TVAM mengatur panggung untuk generasi berikutnya dari sistem manufaktur aditif volumetrik yang efisien, tepat, dan cepat,” ia merangkum.
Referensi: “Manufaktur Aditif Volumetrik Tomografi Holografik” oleh Maria Isabel álvarez-Castaño, Andreas Gejl Madsen, Jorge Madrid-Wolff, Viola Sgarminato, Antoine Boniface, Jesper Glückstad dan Christophe Moser, 11 Februari 2025, Komunikasi Alam.
Doi: 10.1038/s41467-025-56852-4
