Ultraszybka metoda druku 3D

fot. pixabay

Naukowcy z Uniwersytetu Tsinghua w Chinach opracowali nową metodę szybkiego drukowania 3D, która umożliwia budowę złożonych obiektów o wielkości milimetra w zaledwie 0,6 sekundy.

Tradycyjny druk 3D bywa powolny, ponieważ w jego ramach obiekty są tworzone warstwie po warstwie. Chociaż stosunkowo nowsza metoda, zwana drukiem wolumetrycznym, która do kształtowania obiektu wykorzystuje światło, stała się w ostatnich latach o wiele szybsza, napotkała poważny problem.

Zazwyczaj światło jest bowiem podczas tego procesu kierowane do zbiornika wprost w szybko wirującą i płynną żywicę z wielu różnych kątów jednocześnie. Jednak zbyt szybkie wirowanie cieczy może powodować jej drgania lub wibracje, co źle wpływa na ostateczny wydruk. Dotychczasowym rozwiązaniem było dodawanie gęstych żywic, aby utrzymać obiekt w miejscu. Takie podejście spowalnia jednak sam proces.

Zespół, jak szczegółowo opisano w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature, stworzył metodę, która nie wymaga wirowania od samej cieczu. Zamiast tego DISH (Digital Incoherent Synthesis of Holographic Light Fields) wykorzystuje szybko obracający się peryskop do rzutowania światła na żywicę pod wieloma kątami, pozostawiając ją idealnie nieruchomą.

Technologia opiera się na układzie pokrytym milionami maleńkich luster DMD, które odwracają i zmieniają wzory światła 17 tysięcy razy na sekundę. Aby zapobiec rozmyciu, zespół opracował algorytm, który oblicza, jak rzutować światło, aby gromadziło się w odpowiednich miejscach, tworząc tym samym obiekt i jednocześnie zapobiegając utwardzaniu się pozostałej części żywicy. Oznacza to, że powstały obiekt 3D jest niezwykle precyzyjny we wszystkich płaszczyznach.

W testach badacze opracowali złożone obiekty. Podłączyli również drukarkę do rurki i pompowali przez nią wodnistą, światłoczułą żywicę, oświetlając płyn podczas jego ruchu. W ten sposób powstały różnorodne obiekty, w tym kwiaty i puste rurki imitujące naczynia krwionośne, co dowodzi faktu, że drukarkę można przekształcić w szybką linię montażową umożliwiającą masową produkcję.

Ta ultraszybka technologia ma potencjał w wielu dziedzinach. Dzięki wysokiej precyzji i wydajności DISH może poszerzyć horyzont dla szerokich zastosowań ultraszybkiego druku 3D, w tym w biologii, fotonice i inżynierii. Mogą one obejmować masową produkcję niestandardowych obiektów 3D bez konieczności stosowania form, drukowanie in situ tkanek biologicznych w placówkach medycznych oraz tworzenie skomplikowanych części przeznaczonych do budowy maleńkich robotów.

(rr)