Учени от Университета на Юта разработиха нов метод за обемно 3D принтиране, който позволява създаването на сложни микроструктури не слой по слой, а наведнъж – с едно експониране. В основата на технологията лежи холографското формиране на светлинно поле: вместо преместване на лазерната глава или последователно нанасяне на хиляди слоеве се използва специална маска, която превръща лазерния лъч в триизмерен светлинен образ вътре във фотополимера.
Ключова характеристика на системата е механизмът за компенсиране на оптичните изкривявания, възникващи при преминаването на светлината през дебел слой от фоточувствителен материал.Обикновената фотолитография работи добре само на повърхността, тъй като при проникването на лазера в дълбочина на прозрачния, но съвсем не хомогенен полимер, лъчите се разсейват и изображението губи рязкост. За да компенсират тези дефекти, учените са разработили програма за създаване на фазова маска, която предварително коригира тези изкривявания и насочва енергията на лазера само към необходимите области. Като работен материал е използван фотополимерът SU-8, в който молекулярните вериги се свързват под въздействието на светлината и превръщат течния състав в твърда структура.
По време на експериментите прототипът на 3D-принтера създаваше ажурни конструкции, масиви от микротръбички и елементи с размери на отделните детайли около 6 микрометра. Предизвикателство се оказа отпечатването на кухи елементи по височина, с което изследователите в крайна сметка се справиха. Отпечатването се извършваше със скорост 1 мм³/с при разделителна способност от 24 микрометрана един воксел. В всеки кубичен милиметър от модела имаше 105 воксела. Моделите се създаваха изцяло в целия си обем за броени секунди – например, за изработването на милиметрови цилиндри и кубове бяха необходими по 7,5 секунди. При това моделите бяха механично устойчиви и изпълняваха задачите си; по-конкретно, отпечатаните микротръбички функционираха като капиляри за препомпване на течности.
Разработчиците смятат, че в бъдеще холографското печатане може да намери приложение при масовото производство на микрофлуидни устройства, включително с медицинско предназначение, компоненти на микроелектромеханични системи (MEMS), оптични елементи и метаматериали с предварително зададени свойства.