Neuer Trick macht 2D- und 3D-Druck superschnell

Ein entscheidender Fortschritt bei Hochgeschwindigkeits-Abtaststrahlen kann die Geschwindigkeit bei 2D- und 3D-Druck laut Wissenschaftlern der Pennsylvania State University bis um das Tausendfache erhöhen. [...]

Möglich wird das dank einer über die Raumladung kontrollierte Ablenkeinheit mit einer hohen elektro-optischen Wirksamkeit. Entscheidend dabei sind KTN-Kristalle, die aus Kaliumtantalat und Kaliumniobat bestehen. Laut den in „Scientific Reports“ veröffentlichten Forschungsergebnissen könnte diese technische Entwicklung ganz allgemein eingesetzt werden. Ein 3D-Druck, der bisher bis zu eine Stunde dauerte oder 20.000 2D-Seiten können laut dem leitenden Wissenschaftler Shizhuo Yin in einer Minute erledigt werden. 

Nano- statt Mikrosekunden
Werden die KTN-Kristalle auf ein elektrisches Feld angewendet, entsteht laut dem Forscher eine gleichmäßige reflektierende Verteilung, die das auftreffende Licht ablenken kann. Dem Elektrotechnik-Professor Shizhuo Yin zufolge führten die Wissenschaftler systematische Studien zu Voraussetzungen von Geschwindigkeit durch. Dabei zeigte sich, dass der Phasenübergang des elektrischen Feldes einer der beschränkenden Faktoren ist. Dieses Problem löste das Team durch den Einsatz eines KTN-Kristalls, der bei einer höheren Temperatur arbeitet. Dabei überschritten die Forscher nicht nur die Curie-Temperatur, also jene Temperatur, bei der Materialien ihre ferromagnetischen Eigenschaften verlieren, sondern sie überschritten auch den kritischen Punkt, bis zu dem eine Flüssigkeit und ihr Dampf gleichzeitig vorhanden sein können. 

Damit konnte die Scan-Geschwindigkeit von Mikrosekunden auf Nanosekunden verringert werden. Laut Studie profitierten davon auch die High-Speed-Bildgebung, die optische Breitbandkommunikation sowie beim Laser die rasend schnelle Anzeige und der Druck. Eine derartige Technologie kann laut Yin vor allem für die Medizinbranche von großer Bedeutung werden. High-Speed-Bildgebung wird damit zum Beispiel bei der Untersuchung von Augen in Echtzeit möglich. Bei Operationen des Auges können 3D-Bilder während des Eingriffs zur Verfügung stehen und sofort sichtbar machen, welche Korrekturen erforderlich sind.