Новий 3D принтер трансформує об’єкти за допомогою світла

Технологія 3D друку створила модель «Мислителя» Родена. Фото: UC Berkeley Stephen McNally
Технологія 3D друку створила модель «Мислителя» Родена. Фото: UC Berkeley Stephen McNally

Новий 3D принтер використовує світло для перетворення клейких рідин у складні тверді об’єкти лише за лічені хвилини.

Винахідники, яких надихнув фантастичний серіал “Star Trek” (Зоряний шлях), назвали цей пристрій «реплікатором». Реплікатор винахідників здатен створювати об’єкти, які є гнучкішими та складнішими за створені звичайними 3D принтерами.

Використати світловий принтер можна для багатьох речей: від створення продуктів протезування до лінз окулярів.

“Я думаю, що це шлях до прискорення розробок предметів масового вжитку: від кросівок до протезів,”

розповів провідний автор статті Хайден Тейлор з Каліфорнійського університету в Берклі.

Технологія роботи більшості 3D принтерів є покроковою: спочатку формується перший шар, за ним – другий і так далі. Саме через це пристрої мають труднощі під час створення гнучких предметів, адже вони деформуються під час процесу друку.

Новий принтер працює з в’язкою рідиною, що реагує на інтенсивне опромінювання утворенням твердої речовини. Оскільки рідина одразу отримує бажану форму, процес протікає практично неперервно.

Світловий 3D-принтер використовує змінні імпульси світла та комп’ютер для формування складних структур в об’ємі рідини, що обертається. Джерело: UC Berkeley, Hayden Taylor.

Тейлор та команда використовували принтер для створення серії об’єктів, від крихітної моделі статуї “Мислителя” Родена до індивідуальної моделі щелепної кістки. Зараз вони можуть створити об’єкти діаметром до 10 см.

“Це перший випадок, коли нам не потрібно створювати спеціальні 3D деталі шар за шаром. Саме це й робить 3D друк дійсно тривимірним,”

– Бретт Келлі, співавтор статті.

Комп’ютерна томографія як прото-3D принтер

Саме комп’ютерна томографія (КТ), яка допомагає лікарям виявити пухлини в організмі, надихнула дослідників створити новітній 3D принтер. КТ сканує рентгенівські промені або інші види електромагнітного випромінювання, якими опромінюються тканини в організмі з різних кутів. За цими даними встановлюється та формується модель геометрії об’єкта.

Вчені зустрілися з двома складностями: перша – це обчислення для формування світла з точною формою та інтенсивністю, а друга – з формуванням матеріалу, який залишається рідким при незначному впливі світла, але реагує затвердінням при збільшенні його інтенсивності.

UC Berkeley video by Roxanne Makasdjian and Stephen McNally

Смола для світлового 3D друку складається з рідких полімерів, змішаних з фоточутливими молекулами та розчиненим киснем. Світло активує фоточутливу сполуку, яка виснажує кисень. У тих областях, де весь кисень був використаний, полімери утворюють “поперечні зв’язки”, які перетворюють смолу з рідини на тверду речовину. За словами Тейлора, невикористану смолу можна переробити, підігрівши її в атмосфері кисню, та знову використати у процесі друку.

“Наша технологія не залишає практично ніяких матеріальних відходів, а невикористаний матеріал є на 100 відсотків багаторазовим,”

– пояснив Хоссейн Гайдарі, аспірант Лабораторії Тейлора в Берклі.

Science (2019), doi: 10.1126/science.aau7114.

Total
37
Shares
37 Shares:
Перегляньте також
Дагеротип
Далі

Назад у минуле: прискорювач елементарних частинок допоміг отримати зображення з дагеротипів

Вчені з Університету Західного Онтаріо, що у канадському місті Лондон, розробили спосіб відновлення зображень зі старих фотографій 19…
Анак-Кракатау
Далі

Супутник зафіксував концентричні хвилі навколо вулкана Анак-Кракатау

22 грудня дослідницький супутник ЄКА Sentinel-1 зафіксував момент виверження індонезійського вулкана Анак-Кракатау. На знімках видно, як навколо вулканічного…