LLNL i UC Berkeley Researchers kontynuują prace nad swoją obiecującą wolumetryczną metodą drukowania 3D

Mówi się, że wolumetryczny druk 3D ma większą szybkość, elastyczność i geometryczną wszechstronność niż inne metody przy niższych kosztach. Pod koniec 2017 r. Naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) w Kalifornii połączyli siły ze współpracownikami z MIT, University of Rochester i UC Berkeley, aby opracować tę metodę, która wyświetla wygenerowane laserem, hologramowe obrazy 3D w żywicy światłoczułej.

Wydaje się, że ta współpraca trwa nadal, ponieważ zespół naukowców z LLNL i UC Berkeley właśnie opublikował kolejny artykuł na temat objętościowego druku 3D, zatytułowany "Wytwarzanie wolumetrycznego dodatku za pomocą tomograficznej rekonstrukcji". Współautorzy artykułu są Brett E. Kelly, Indrasen Bhattacharya, Hossein Heidari, Maxim Shusteff, Christopher M. Spadaccini i Hayden K. Taylor. To wzbudziło dużą presję na cudowne twierdzenia dotyczące rodzącej się technologii.

"Jest to pierwszy przypadek, w którym nie trzeba budować niestandardowych części 3D warstw po warstwie. Dzięki temu wydruki 3D są naprawdę trójwymiarowe "- wyjaśnia Kelly, która ukończyła badania nad projektem, podczas gdy studentka pracowała wspólnie w UC Berkeley i LLNL.

Zespół nadał jej nową drukarkę 3D" Replikator ". po fikcyjnym urządzeniu Star Trek, które jest w stanie zmaterializować dowolny obiekt za naciśnięciem przycisku, i złożył wniosek patentowy na ich metodę.

Jeremy Thomas, rzecznik LLNL, powiedział: "Wygląda jak coś możesz znaleźć go na pokładzie statku kosmicznego Enterprise.

"Choć wydaje się, że jest to science fiction, to nie, dzięki naukowcom i inżynierom z LLNL i UC Berkeley, którzy opracowali zupełnie nową, szybką metodę drukowania 3D nazywa się Computed Axial Lithography (CAL). "

Thomas odnosi się do projektora, który przesyła wideo 3D do pojemnika z lepką, lepką światłoczułą żywicą, która krótko obraca się, a następnie pozwala odpłynąć płynom, pozostawiając kompletny, w pełni uformowany obiekt 3D w ciągu kilku minut. Obracający się cylinder materiału reaguje na pewien próg rzutowanego światła, który może zostać ukształtowany w różne wzory, aby szybko utworzyć solidny kształt ... bez konieczności nakładania warstw.

"Zasadniczo masz wyłączone projektor wideo z półki, który dosłownie przyniosłem z domu, a następnie podłączasz go do laptopa i używasz go do projekcji serii obliczonych obrazów, podczas gdy silnik zamienia cylinder z żywicą druku 3D. Oczywiście jest w tym wiele subtelności - jak formułujeszżywica, a przede wszystkim sposób obliczania obrazów, które będą wyświetlane, ale przeszkoda w tworzeniu bardzo prostej wersji tego narzędzia nie jest tak wysoka "- wyjaśnia Taylor, adiunkt inżynierii mechanicznej w UC w Berkeley. / p>

Nowa drukarka 3D jest w stanie tworzyć gładsze, bardziej złożone i elastyczne obiekty, a także może być używana do oklejania innego obiektu innym materiałem, np. umieszczeniem uchwytu wokół wału metalowego śrubokrętu ... masowe dostosowywanie się do sfery możliwości.

Taylor powiedział: "Myślę, że jest to droga do możliwości masowej personalizacji obiektów, nawet jeśli są to protetyka lub buty do biegania. < p> "Fakt, że można wziąć metalowy komponent lub coś z innego procesu produkcyjnego i dodać dostosowywaną geometrię, może to zmienić sposób projektowania produktów."

CT skanuje, który projekt X- promieniowanie lub promieniowanie elektromagnetyczne do organizmu pod różnymi kątami, faktycznie inspirowane ta metoda, ponieważ te wzory przekazanej energii muszą być analizowane, aby odkryć geometrię obiektu, jak guz.

"Zasadniczo odwróciliśmy tę zasadę. Próbujemy stworzyć obiekt, a nie mierzyć obiekt, ale w rzeczywistości wiele teorii, która pozwala nam to zrobić, można przetłumaczyć z teorii, która leży u podstaw tomografii komputerowej "- wyjaśnił Taylor.

In Oprócz wykonywania złożonych obliczeń w celu uzyskania dokładnych intensywności i kształtów różnych wzorów światła, zespół musiał także ustalić, jak opracować materiał, który pozostanie ciekły po wystawieniu na działanie niewielkiej ilości światła, ale zareaguje i utworzy bryłę, gdy zostanie odsłonięty do znacznej kwoty.

Taylor powiedział: "Płyn, którego nie chcesz leczyć, jest z pewnością przepuszczany przez promienie światła, więc musi być próg ekspozycji na światło dla tego przejścia z ciecz do ciała stałego. "

Otrzymaną żywicę tworzą ciekłe polimery zmieszane z fotoczułymi cząsteczkami i rozpuszczonym tlenem. Cząsteczki są aktywowane przez światło, które odprowadza tlen, a tylko w regionach 3D, które zostały pozbawione tlenu, polimery z wiązań poprzecznych zamieniają płynną żywicę w ciało stałe.

Zespół może również Obiekty drukowane 3D, które wydają się nieprzezroczyste z barwnikiem, który transmituje światło przy długości fali utwardzania, ale absorbują większość innych.

"Jest to szczególnie satysfakcjonujące dla mnie, ponieważ tworzy nowe ramy wolumetryczne lubDruk 3D "wszystko w jednym", który zaczęliśmy tworzyć w ciągu ostatnich lat. Mamy nadzieję, że otworzy to drogę dla wielu innych badaczy do eksploracji tego ekscytującego obszaru technologicznego ", powiedział Shusteff, inżynier personelu LLNL.

Dodatkowo niewykorzystaną żywicę można poddać recyklingowi poprzez podgrzanie jej w atmosferze tlenu CD3D .

Heidari, doktorant w laboratorium Taylora w UC Berkeley, powiedział: "Nasza technika nie wytwarza prawie żadnych odpadów nieutwardzony materiał jest w 100% możliwy do ponownego użycia. Jest to kolejna zaleta, która zapewnia bezobsługowe drukowanie 3D. "

Naukowcy stworzyli wiele obiektów, takich jak spersonalizowany model kości szczęki i maleńki model statuetki Rodin" The Thinker ", aby przetestować swoją drukarkę 3D .

Chociaż jest to z pewnością ekscytujący postęp, ważne jest, aby zwrócić uwagę, że dalsze inżynierstwo i chemia polimerów muszą zostać zakończone, aby poprawić właściwości żywicy, aby można było wytwarzać bardziej stabilne struktury. Ponadto, zespół LLNL i UC Berkeley może tylko drukować obiekty 3D o średnicy do czterech cali w tej chwili, więc obiekty o dużej skali są teraz poza stołem. Uważamy, że jest to rzeczywiście interesująca technologia, której rozwój zgłaszaliśmy od dwóch lat. Jednak nadal jest to technologia laboratoryjna, która obecnie nie jest bliska komercjalizacji. To dobry rozwój i dobre strony do drukowania 3D, ale dopiero okaże się, ile czasu zajmie jej komercjalizacja, a następnie jak będzie działać. Media mają tendencję do zapominania, że ​​drukowanie 3D jest technologią wytwarzania i dlatego będzie musiało pracować na betonowej posadzce nie tylko w prasie.