Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати

Новый метод производства цифрового света для 3D-печати разработала группа ученых из Австралии. Исследователи описали свою технику, принцип ее работы и возможные применения.

В отличие от традиционного метода 3D-печати, где материал затвердевает при охлаждении, в новой технике используется лазер, который заставляет жидкий материал затвердевать и создавать трехмерный объект.

Есть два подхода в работе с лазером и прекурсором. Первый — оконный: лазер попадает в резервуар с жидкостью через прозрачное окно и «выращивает» объект, который растет вниз. Второй подход называется „сверху вниз“: лазер направлен вниз, объект растет вверх.

Оба метода имеют проблемы с обеспечением стабильного потока прекурсора и отводом тепла. Исследователи разработали новый метод — динамическую печать интерфейса. Он позволяет преодолеть эти проблемы.

Метод заключается в изменении точки печати на мениск — изгиб поверхности жидкости. Для этого используется резервуар с жидкостью и расположенная над ним трубчатая печатающая головка под давлением. Она оснащена клапаном, который добавляет акустические колебания для изменения давления воздуха.

Световые узоры проецируются через трубку на мениск при движении печатающей головки. Объект формируется из нижней части резервуара, погруженного в специальную жидкость. Давление внутри трубки контролирует форму мениска. Повторное нанесение жидкости на объект происходит за счет поверхностного натяжения и ускоряется вибрацией. Это обеспечивает равномерный поток прекурсора.

Тестирование показало, что метод позволяет печатать со скоростью до 0,7 миллиметра в секунду. При этом количество ошибок минимально, а проблемы с рассеиванием тепла незначительны из-за непрерывного движения жидкости.

Результаты опубликованы в издании Nature.

02.11.2024