Как ускорить 3D-печать в 100 раз

Вместо обычного способа 3D-печати сложных объектов слой за слоем с помощью пластиковых нитей, ученые из Мичиганского университета предлагают использовать иной метод, который позволяет не только существенно повысить скорость самой печати, но и увеличить долговечность создаваемого объекта вместе с его износостойкостью. Работа, описывающая их изобретение, опубликована журналом Science Advances. Пресс-релиз проекта опубликован на сайте университета.

Технологии 3D-печати способны оказывать неоценимую помощь при относительно небольших объемах производства, например, там, где требуется создание не более 10 000 идентичных предметов. В этом случае 3D-печать позволяет экономить на литейных формах, стоимость которых может составлять десятки тысяч долларов. К сожалению, самая распространенная на сегодняшний день форма 3D-печати, когда объект создается послойно, не способна справиться с поставленной целью за стандартный производственный срок в две недели.

«При использовании традиционных подходов 3D-печати это попросту невозможно, если у вас нет сотен таких машин», — комментирует руководитель исследования Тимоти Скотт, профессор инженерии Мичиганского университета, который совместно с коллегой Марком Бернсом представил новый подход к 3D печати.

Новый метод, предложенный учеными, включает в себя затвердевание жидкой смолы с помощью двух направленных источников света. Использование этих источников света позволяет контролировать, где смола затвердевает, а где – остается жидкой. Такой подход дает возможность укрепить смолу в более сложных моделях. Например, при использовании нового метода, исследователи создали трехмерный барельеф за один раз, а не серией одномерных линий или двумерных сечений. В качестве других примеров инженеры из Мичиганского университета напечатали таким образом решетку, игрушечную лодку и фигуру в виде буквы М.

«Это один из по-настоящему первых полноценных 3D-принтеров», — заявляет Бернс.

Авторы разработки уточняют, что один из источников света необходим для начала реакции затвердевания, а другой используется для ее остановки, что позволяет точно контролировать печать как во времени, так и в пространстве. У нового метода тем не менее имеются недостатки: смола имеет тенденцию затвердевать в окне, через которое проходит свет, останавливая печать, как только она начинается. В то же время, при создании относительно большой области, где не происходит затвердевания, более толстые слои смолы — допустим, с примесью порошковых добавок — его можно использовать для производства более долговечных объектов. Этот метод, по сравнению с обычной печатью с помощью нитей, также позволяет создавать более конструктивно надежные предметы, поскольку объекты, напечатанные традиционным способом, как правило имеют слабые места на границах стыка между слоями.

«С помощью этого метода можно создавать существенно более прочные и износостойкие материалы», — добавляет Скотт.

Ключом к успеху стала химия смолы. В обычных системах происходит только одна реакция: фотоактиватор делает смолу твердой везде, где светит свет. В системе, разработанной Скоттом и Бернсом, помимо фотоактиватора используется еще и фотоингибитор, который реагирует на другую длину волны света. Вместо обычного контроля затвердевания в двумерной плоскости, как это обычно происходит при использовании современных методов печати, мичиганская команда может применять два вида света для затвердевания смолы практически в любой трехмерной плоскости рядом с окном.

Университет уже подал три заявки на получение патентов, чтобы защитить множество изобретательских аспектов, предложенных в новом подходе. Сам Тимоти Скотт решил открыть собственный стартап.

3DBOT.BY::ЦЕНТР АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ::

Изготовление макетов, прототипов изделий

КОНТАКТЫ: т.+375-33-618 79 29 | INFO@3DBOT.RU | INFO@3DBOT.BY

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *