Este artículo presenta una nueva técnica de impresión 3D volumétrica llamada DISH (Digital Incoherent Synthesis of Holographic Light Fields), que promete revolucionar la fabricación de estructuras tridimensionales complejas a gran velocidad y con alta resolución. Tradicionalmente, la impresión 3D volumétrica, como el método CAL (Computed Axial Lithography), implica proyectar patrones de luz desde múltiples ángulos para solidificar un material fotosensible en todo el volumen simultáneamente. Sin embargo, los métodos existentes enfrentan un dilema: aumentar la resolución implica una menor velocidad de impresión y viceversa. Además, la necesidad de rotar la muestra para lograr una alta resolución introduce desafíos mecánicos y limita la velocidad.
DISH aborda estos problemas de manera innovadora. En lugar de rotar la muestra, DISH utiliza un periscopio rotatorio de alta velocidad (hasta 10 rotaciones por segundo) y un dispositivo de micromirros digitales (DMD) para proyectar patrones de luz controlados desde múltiples ángulos. El DMD, aunque no puede modular la fase de la luz directamente, se utiliza para generar patrones optimizados a una velocidad muy alta (hasta 17.000 Hz). Un algoritmo iterativo, basado en modelos de óptica de ondas, optimiza estos patrones para lograr una alta resolución incluso lejos del plano focal del objetivo. Esto permite mantener una resolución de 19 µm en un rango de 1 cm, superando significativamente las limitaciones de los métodos anteriores.
La técnica es compatible con una variedad de materiales con diferentes viscosidades y se ha demostrado su capacidad para producir estructuras complejas en materiales de baja viscosidad mediante la integración con un canal de fluidos. Esto abre la puerta a aplicaciones como la bioprinting de alto rendimiento, el cribado de fármacos, la fabricación de microrrobots y la fotónica miniaturizada. El equipo de investigación también desarrolló un método de calibración rápido basado en óptica adaptativa para compensar errores del sistema, como desalineación y aberraciones, garantizando una resolución uniforme en toda la profundidad de impresión. En resumen, DISH representa un avance significativo en la impresión 3D volumétrica, ofreciendo una solución de alta velocidad, alta resolución y adaptable para una amplia gama de aplicaciones.