Калифорнийские исследователи разработали процесс 3D-печати, компьютерная осевая литография (CAL), который позволяет создавать целый объект сразу, а не наращивать его слой за слоем, как в случае типичных 3D-принтеров. является.
Исследователи назвали этот процесс - данью машине из саги «Звездный путь», которая может материализовать любой неодушевленный предмет, - «репликатор». 3D-принтер излучает свет в смолу, которая затвердевает при определенных условиях. Это означает, что прототипы относительно небольших прозрачных деталей могут быть изготовлены быстро.
Картинная галерея
КТ в обратном направлении
Устройство, которое было описано в журнале Science, работает «как компьютерная томография на задней передаче», объясняет Хейден Тейлор, инженер-электрик из Калифорнийского университета в Беркли, который помогал разработать «репликатор». В КТ-сканерах рентгеновская трубка вращается вокруг пациента и делает несколько снимков внутренней части тела. Затем компьютер использует проекции для восстановления трехмерного изображения.
Команда полностью изменила этот процесс: используя компьютерную модель трехмерного объекта, исследователи рассчитали, как он выглядит с разных точек зрения. Затем они подают полученные 2D-изображения в проектор.
CAL избирательно отверждает светочувствительную жидкость (акрилат, разновидность синтетической смолы) в ограниченном объеме. Для этого исследователи вводят энергию света предварительно рассчитанных двумерных изображений в объем материала. Каждая проекция изображения распространяется через материал под другим углом. Наложение экспозиций под разными углами приводит к трехмерной дозе энергии, достаточной для затвердевания материала желаемой геометрии.
«По мере вращения громкости количество света, получаемого из каждой точки, можно контролировать независимо», - говорит Тейлор. «Если общее количество превышает определенное значение, жидкость становится твердой». Химическое вещество в смоле поглощает фотоны, и с определенного порога акрилат полимеризуется - молекулы смолы объединяются, образуя цепочки и образуя твердый пластик. Затем оставшаяся жидкость удаляется, а твердый трехмерный объект остается. Команда воссоздала версию скульптуры Огюста Родена «Мыслитель» высотой в несколько сантиметров. Процесс воздействия на это занял около двух минут.
3D печать
Новый 3D-принтер печатает в восемь раз быстрее
Преимущества над многослойной 3D-печатью
Этот процесс имеет несколько преимуществ по сравнению с обычной 3D-печатью. Получающиеся структуры имеют более гладкие поверхности, что делает его интересным для производства оптических компонентов. Даже материалы с высокой вязкостью могут быть напечатаны с помощью CAL.
Кроме того, быстрый производственный процесс не требует каких-либо опорных конструкций, даже если напечатаны нависающие части или части, которые не соединены. Процесс также подходит для материалов с низким модулем упругости, например, для биопечати. Печать этих материалов слой за слоем будет затруднена из-за сил, действующих на незавершенные конструкции во время строительства. Процесс является масштабируемым и позволяет производить компоненты диаметром около 0,5 м с разрешением до 0,33 мм.
CAL также хорошо подходит для печати материалов вокруг сложной, уже существующей трехмерной структуры. В качестве доказательства осуществимости исследователи синтезировали полимерную ручку на металлическом стержне отвертки. Металлическая часть погружается в фотополимер во время печати. Этот процесс, называемый исследователями «надпечаткой», открывает множество новых возможностей. Например, избыточное давление может быть использовано для герметизации электроники.
Вызов для докладчика - практический форум 3D-печатная электроника Печатная электроника, аддитивное производство или интеллектуальное производство - ваша тема? Затем передайте свое ноу-хау аудитории-специалисту на лекции и обсудите возможности, проблемы и потенциал электроники с 3D-печатью с разработчиками и экспертами в области производства промышленной электроники 10 июля 2019 года. Отправьте свое тематическое предложение, используя форму, до 15 марта!
Эта статья впервые появилась на нашем партнерском портале Elektronikpraxis.de.