Текст уведомления здесь

3D-печать из светочувствительных смол займет всего 10 секунд

Американские исследователи разработали высокоскоростной метод 3D-печати, основанный на дозированном освещении фотоинициатора в составе фоточувствительных смол. В отличие от традиционных методов он позволяет печатать объемные модели всего за 1—10 секунд.
Добавить в закладки
Комментарии

Самые популярные методы 3D-печати основаны на способности фоточувствительных смол застывать в причудливых формах после дозированного освещения. «Заставить» смолу застыть можно, осветив ее лазером (лазерная стереолитография) или при помощи светодиодов (цифровая светодиодная проекция).

К сожалению, фоточувствительные смолы застывают медленно, стоят дорого и плохо «работают» на неровной поверхности. Чтобы получить сложную модель из таких смол, приходится применять подложки и опорные конструкции. Максим Шустефф с командой американских ученых поставил себе цель преодолеть ограничения метода.

Протестировав разные методы освещения и фоточувствительные смолы разного состава, ученые выяснили, что полимерные смолы, в составе которых находится 0,1% фотоинициатора (активируемого светом вещества, которое заставляет смолу затвердеть), застывают за 1—10 секунд под воздействием источника света мощностью всего 10—100 мВт. Это совсем немного: такой мощностью обладают лазерные указки.

Чтобы продемонстрировать метод в действии, исследователи напечатали полимерный кубик всего за один шаг. Из лазерных лучей с длиной волны 532 нм, которые активировали фотоинициатор в 1,5 миллилитра фоточувствительной смолы (в кювете фотометра размером 10 на 10 мм), исследователи спроектировали голографические оптические поля, «запрограммированные» так, чтобы пики распределения дозы излучения накапливались во всех стратегически важных точках будущего кубика одновременно.

Затвердев в стратегических точках, смола образовала ребра жесткости — основу будущего кубика. Задать границы изделия помог растворенный в смоле кислород, обладающий способностью прекращать процесс отвердевания смолы. После завершения печати ученые пипеткой убрали из кюветы незастывшую смолу и 30 секунд промывали получившийся кубик в этиловом спирте.

Самое интересное, что благодаря правильно рассчитанной лазерной схеме освещения каркас кубика сформировался без внешних подложек и опорных конструкций, которые вводят в изделие в «классической» 3D-печати. В этом и состоит новизна предложенного метода.

В будущем исследователи собираются создать фоточувствительные смолы, управлять которыми будет еще проще. Такие смолы станут более вязкими, и в них будет меньше кислорода (чтобы ограничивать отвердение было удобнее). Одновременно с этим ученые собираются создать оптическую схему, которая будет производить меньше световых шумов, из-за которых изделие печатается не так точно, как хотелось бы.

Исследователи рассчитывают, что после доработки новый метод скоростной печати вполне сможет потягаться с уже существующими коммерческими способами 3D-печати.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Ранее инженеры из Германии научились печатать кварцевым стеклом.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы