Детали машин, образцы изделий, демонстрационные модели, сувениры и даже имплантаты изготавливаются при помощи трёхмерной печати. За годы своего существования технология 3D-печати не только нашла применение в быту, но и стала универсальным инструментом инженеров, учёных, дизайнеров, конструкторов и врачей. Конечно, она до сих пор совершенствуется, а сейчас можно наблюдать за развитием нового этапа: разработкой почти мгновенной объёмной печати.

Универсальный инструмент

Узкие специалисты, «домашние мастера» и обычные пользователи уже успели оценить достоинства трёхмерной печати. На текущий момент самые распространённые области применения – это бытовые потребности, создание сложных конструкций и деталей разнообразных машин. 3D-принтер в сочетании с навыками в создании трёхмерных моделей позволяет не беспокоится о сломавшейся шестерёнке, всегда можно потратить немного времени и изготовить новую. Широкие перспективы открылись для тех, кто увлекается моделированием и разными видами творчества. Правда, всем приходится сталкиваться с ограниченностью 3D-принтеров. Чем сложнее конструкция, тем дольше приходится ждать окончания процесса печати. Тонкие слои материала накладываются друг на друга и отвердевают, на этот процесс нужно время, иногда очень большое.

Конечно, специалисты стараются уменьшить временные рамки, необходимые для трёхмерной печати, но это не так просто. Для поддержки сложных конструкций иногда требуются опоры, к тому же увеличение скорости всегда приводит к уменьшению качества из-за погрешностей и вибрации. Поэтому специалисты из EPFL (Федеральная политехническая школа Лозанны) разработали и предложили свой способ печати, решающий сразу несколько технических проблем.

Объёмная печать

Существует много методов 3D-печати, в которых используются различные материалы и способы его нанесения. К примеру, классический вариант – термопластик, он расплавляется и после нанесения сразу же отвердевает. В других способах используются порошковые металлы, наплавляемые при помощи лазерных импульсов, строительная смесь на основе бетона для печати целых зданий или же пластмассы, полимеризация которых происходит под воздействием ультрафиолета. Специалисты из EPFL предложили использовать полимерную смолу, отвердевание которой происходит за счёт нагрева.

Швейцарские специалисты долго работали над способом ускорить трёхмерную печать и в результате пришли к мнению, что необходимо изменить технологию, которая уже успела стать классической. Обычный 3D-принтер использует аддитивные технологии, то есть добавляет к уже имеющемуся объекту новую порцию материала (очередной слой). Поскольку недостатки трёхмерной печати кроются именно в этом процессе, исследователи пошли по принципиально новому пути. Они попробовали формировать трёхмерную конструкцию непосредственно в толще полимера.

Используемая при этом полимерная смола отвердевает, когда её температура достигает определённого значения. Именно это свойство и использовали исследователи. Они поместили смолу в прозрачный контейнер и сделали его целью для нескольких лазеров. Каждый отдельный лазерный луч не может сильно повысить температуру и начать процесс полимеризации, но в точке их пересечения энергии для этого хватает. Компьютер, в соответствии с трёхмерной моделью и с учётом преломления лучей в жидкости, рассчитывает движение всех лазеров, рисуя таким образом внутри контейнера фигуру из отвердевшей смолы. Полимеризация при этом происходит практически мгновенно, поэтому на печать уходят секунды. Тестовую фигурку удалось при этом распечатать за 20 секунд. На текущий момент специалисты адаптируют технологию к непрозрачной смоле, пытаясь добиться высокой точности и большего качества.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!