In 3D là công nghệ quan trọng trong nghiên cứu khoa học và sản xuất công nghiệp, song lâu nay vẫn gặp khó trong việc dung hòa giữa tốc độ và độ chính xác. Việc in các vật thể kích thước milimet với độ phân giải cao thường mất từ vài chục phút đến hàng giờ, gây hạn chế trong ứng dụng thực tiễn.

Viện sĩ Dai Qionghai, thuộc Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, đã dẫn dắt nhóm nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa tập trung vào lĩnh vực quang học tính toán. Nhóm phát hiện rằng công nghệ này không chỉ dùng để thu nhận thông tin trường ánh sáng mà còn có thể điều khiển trường ánh sáng ba chiều nhằm trực tiếp xây dựng cấu trúc 3D, mở ra hướng cải tiến mới cho in 3D. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.

Sau 5 năm phát triển, nhóm đã vượt qua nhiều thách thức kỹ thuật như điều khiển trường ánh sáng đa chiều với tốc độ cao và cho ra đời công nghệ in 3D mang tên DISH. Thử nghiệm cho thấy phương pháp này có thể chế tạo cấu trúc phức tạp kích thước milimet chỉ trong 0,6 giây, với kích thước chi tiết nhỏ nhất đạt 12 micromet và tốc độ in lên tới 333 milimet khối mỗi giây.

Theo Wu Jiamin, thành viên nhóm nghiên cứu, DISH khắc phục hạn chế của phương pháp quét từng điểm hoặc từng lớp truyền thống. Công nghệ này cho phép chiếu chính xác phân bố cường độ ánh sáng 3D phức tạp trong thời gian cực ngắn. Bên cạnh đó, hệ thống chỉ cần một bề mặt quang học phẳng để chứa vật liệu in, không đòi hỏi thiết kế đặc biệt. Trong suốt quá trình in, hộp chứa đứng yên, không cần chuyển động chính xác cao như các phương pháp trước đây.

Theo Dai Qionghai, DISH có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất hàng loạt linh kiện siêu nhỏ như thiết bị điện toán quang tử, module camera điện thoại, các bộ phận có góc nhọn hoặc bề mặt cong phức tạp. Về lâu dài, công nghệ này có thể mở rộng sang những lĩnh vực tiên tiến hơn như thiết bị điện tử linh hoạt, robot siêu nhỏ và mô hình mô sinh học có độ phân giải cao.