استخدام تقنية الـ‎«زولوجرافي» في الطباعة الخطية الحجمية ثلاثية الأبعاد 

يتسع نطاق تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد بوتيرة سريعة، بما في ذلك عمليات الإنتاج بالجملة لبعض أجزاء الأحذية الرياضية، والخزف السِّني، وبعض مكونات مجال صناعة الفضاء، إلى جانب أنظمة الموائع الدقيقة، والأجهزة الطبية، والأعضاء الاصطناعية.

صحيح أنَّ التقنيات المستخدَمة حاليًّا في هذه الطباعة ثلاثية الأبعاد المُستحثة ضوئيًّا تحقق نجاحًا كبيرًا بفضل الإمكانية الكبيرة للتحكُّم فيها زمانيًّا ومكانيًّا، إلا أنها لا تزال تشترك في فكرتها الشائعة المبنية على التصميم باستخدام منظومة نقاط أو طبقات، شأنها في ذلك شأن طباعة التجسيم الحجرية الفراغية، وطباعة الصهر الانتقائي بالليزر، والطباعة بالإنتاج المستمر لوسيط سائل، وما تلاها من تقنيات أخرى. وفي هذا السياق، تُعَد الطباعة الحجمية ثلاثية الأبعاد الخطوة الجديدة إلى الأمام بعد أساليب الطباعة المتسلسلة ثلاثية الأبعاد.

وفي البحث المنشور، يقدم العلماء تقنية "زولوجرافي" Xolography، وهي تقنية ثنائية الألوان تستخدم جزيئات بادئة، مستشعرة ومستجيبة للضوء، من أجل تحفيز عملية بلمرة محلية داخل مقدار محدد من مونُمر، وذلك عند التعرض لاستثارة مباشرة من أشعة ضوئية متقاطعة ذات أطوال موجية مختلفة. ويبين الباحثون ذلك المفهوم باستخدام طابعة حجمية مصمَّمة لإنشاء أجسام ثلاثية الأبعاد ذات سمات هيكلية ووظائف ميكانيكية وبصرية معقدة.

ومقارنةً بأحدث وسائل الطباعة ثلاثية الأبعاد وأكثرها تقدمًا، تتميز التقنية التي يعرضها الباحثون باستبانةٍ تزيد بحوالي عشر مرات على استبانة الطباعة الحجرية المحورية المحوسبة، دون حتى التحسينات التي يسفر عنها المردود من المخرجات الأوَّلية. كما تتسم بمعدل توليد حجم يزيد بمقدارٍ يتراوح بين أربع وخمس قيم أسية عن هذا المعدل في حال البلمرة الضوئية ثنائية الفوتونات. ويتوقع الباحثون أنْ تسمح هذه التكنولوجيا بانتقال إنتاج أحجام الأجسام المطبوعة سريعًا من نطاقات الحجم النانوية إلى نطاقات الحجم العيانية.