Высокоскоростная 3D-печать стала намного быстрее. Исследователи из Университета Цинхуа в Китае разработали новую высокоскоростную технологию печати, способную создавать сложные объекты миллиметрового масштаба всего за 0,6 секунды. Традиционная 3D-печать часто медленная, поскольку объекты создаются по одному тонкому слою за раз. Хотя более новый метод, называемый объемной печатью, который использует свет для придания формы объекту, в последние годы постепенно ускоряется, он столкнулся с серьезным препятствием.
Обычно свет направляют в ванну с быстро вращающейся жидкой смолой под разными углами одновременно. Однако, если вращать жидкость слишком быстро, она может колебаться или вибрировать, что портит отпечаток. Решением стало добавление густых, сиропообразных смол для фиксации объекта. Но это замедляет процесс.
Как работает новая система DISH
Как подробно описано в статье, опубликованной в журнале Nature, команда разработала метод, не требующий вращения жидкости. Вместо этого, технология DISH (Digital Incoherent Synthesis of Holographic Light Fields) использует высокоскоростной вращающийся перископ для проецирования света под разными углами в смолу, которая остается совершенно неподвижной.
Технология основана на чипе, покрытом миллионами крошечных зеркал (цифровое микрозеркальное устройство), которые переворачивают и изменяют световые узоры 17 000 раз в секунду. Чтобы предотвратить размытие, команда разработала алгоритм , который вычисляет, как проецировать свет, чтобы он накапливался точно в нужных местах для формирования объекта, предотвращая при этом затвердевание остальной части смолы. Это означает, что полученный 3D-объект идеально четкий от верха до низа.
Пробные отпечатки и варианты применения
В ходе испытаний команда за 0,6 секунды создала сложные объекты, такие как статуя Теодорика в масштабе миллиметра и замысловатые шестерёнчатые конструкции. Они также подключили принтер к трубке и прокачивали через неё светочувствительную смолу, направляя свет на движущуюся жидкость. Это позволило создать множество объектов, включая цветы и полые трубки, имитирующие кровеносные сосуды, доказав, что принтер можно превратить в высокоскоростную сборочную линию для массового производства деталей практически мгновенно.
Эта сверхскоростная технология имеет потенциал во многих областях, как отмечает ведущий автор Цюнхай Дай в статье: «Благодаря высокой точности и высокой эффективности, мы считаем, что DISH может открыть горизонты для широкого применения сверхскоростной 3D-печати, включая биологию, фотонику и инженерию».
К ним могут относиться массовое производство 3D-объектов по индивидуальному заказу без использования пресс-форм, печать биологических тканей непосредственно в медицинских учреждениях и создание сложных деталей для миниатюрных роботов.
