HKUST (Guangzhou): зазор 1,6 мкм между шестернями при пикселе проектора 2 мкм в SLA-печати
Группа Хуачэня Цуя смоделировала фотополимеризацию и изменила схему экспозиции: в лаборатории удалось печатать зазоры меньше пикселя проектора, в том числе в керамической суспензии.
Группа под руководством профессора Хуачэня Цуя из Гонконгского университета науки и технологий (Гуанчжоу) предложила способ печатать в проекционной стереолитографии элементы меньше проецируемого пикселя. Работа опубликована 15 сентября 2026 года в журнале International Journal of Extreme Manufacturing. На установке с исходным шагом пикселя 2 мкм исследователи напечатали планетарную передачу с модулем шестерён 50 мкм и зазором 1,6 мкм, что составляет 0,8 шага пикселя doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗.
Почему пиксель ограничивает разрешение
В проекционной стереолитографии цифровая маска проецирует сечения детали в жидкую фотоотверждаемую смолу. Свет от каждого пикселя имеет гауссов профиль, а не резкий край, поэтому энергия попадает в области, которые должны остаться тёмными. Керамические наночастицы, которые добавляют для термо- и износостойкости, рассеивают свет в стороны. Радикалы, образующиеся под действием света, к тому же диффундируют через границу жидкости и твёрдой фазы и отверждают лишние области, из-за чего тонкие подвижные соединения и узкие каналы склеиваются doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗.
Авторы построили модель «реакция–диффузия–рассеяние», которая предсказывает и визуализирует фотополимеризацию с субпиксельным пространственным разрешением. Модель охватывает фоточувствительную смолу и композиты смола–керамика doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗.
Сегментированная экспозиция и компенсация серой маской
На основе модели команда объединила компенсацию серой маской, которая убирает избыток света на тонких краях, со стратегией сегментированной экспозиции. Сегментация опирается на теорему о четырёх красках: один слой делится на подмаски так, чтобы соседние зоны никогда не засвечивались одновременно. Непримыкающие участки экспонируются по очереди, а быстрый проход рекоутера со смолой между засветками, по данным авторов, уносит дрейфующие радикалы до того, как они сомкнут открытые зазоры doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗.
В суспензии с 40 % оксида алюминия по объёму метод сформировал открытые каналы шириной 27,2 мкм на оптической системе с исходным пикселем 40 мкм doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗. В отдельной демонстрации команда реализовала непрерывную печать на стандартной проекционной установке с подачей сверху в обычной атмосфере, согласовав скорость экспозиции с непрерывным движением платформы
doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗. В статье в качестве примеров структур названы столбиковые выступы, зубчатые передачи и микрофлюидные каналы
doi.org
International Journal of Extreme Manufacturingdoi.orgОткрыть источник ↗.
Авторы отмечают сохраняющиеся ограничения: более толстые многослойные керамические детали, где накопленную дозу света сложнее сбалансировать, и микрошвы между сегментированными зонами экспозиции. Команда планирует адаптировать алгоритмы экспозиции к более широкому набору коммерческих смол и встроить управление в заводское ПО нарезки.
