Еще быстрее: ученые Стэнфордского университета исследовали усовершенствованный вариант скоростной фотополимерной 3D-печати

Новый метод под названием iCLIP создан при участии профессора ДеСимона — соучредителя и генерального директора компании-производителя скоростных стереолитографических 3D-принтеров Carbon, изначально разработавшей технологию Continuous Liquid Interface Printing (CLIP). В сравнении с ранним вариантом новая методика позволит повысить производительность еще в несколько раз, а также делает возможной мультиматериальную 3D-печать.

В 2016 году компания Carbon выпустила первые 3D-принтеры по технологии Continuous Liquid Interface Production или «Беспрерывное производство с жидким интерфейсом». По сути своей это обычные фотополимерные 3D-принтеры по технологии цифровой проекторной стереолитографии (DLP), но с одной существенной разницей — разделительным слоем. Такие системы используют кюветы с газопроницаемым дном, за счет чего нижний слой фотополимера насыщается кислородом и становится инертным. Это, в свою очередь, позволяет формировать зазор между печатаемым изделием и дном, тем самым ослабляя воздействие вакуумных сил на модель при подъеме платформы. Проще говоря, печатать можно намного быстрее, так как при подъеме платформы снижается риск деформации, расслоения или даже отрыва модели.

Проблема же в том, что скорость проникновения свежего материала под поднимаемую модель зависит от вязкости фотополимера и структуры самого изделия — сквозь решетчатые структуры смола проникает без труда, а вот под сплошные стенки просачивается намного медленнее даже при наличии разделительного «мертвого» слоя. Именно поэтому в рекламных роликах компании обычно фигурирует 3D-печать ажурных конструкций — они позволяют выходить на максимальную скорость.

Отсюда и идея нового варианта: если свежая смола с трудом проникает под модель снаружи, то почему бы не помочь изнутри? Решение кроется в названии модернизированной технологии — Injection Continuous Liquid Interface Production или iCLIP. Основной принцип тот же, но материал попадает под модель не только самотеком, но и принудительно с помощью одного или нескольких инжекторов, установленных на платформе. Эта вспомогательная система накачивает смолу прямо внутрь, а затем под модель по каналам, формируемым внутри изделия во время 3D-печати. Соответственно, на формирование нового слоя активного фотополимера под моделью уходит меньше времени, а общая производительность повышается в несколько раз в сравнении с оригинальной, и без того быстрой методикой. Что еще интереснее, этот вариант позволяет печатать уже не одним, а несколькими фотополимерами в пределах одного производственного цикла.

«Новая технология поможет полностью реализовать потенциал 3D-печати. Она позволит печатать намного быстрее и там самым поможет открыть новую эру цифрового производства, а также сделает возможным изготовление комплексных, мультиматериальных объектов в один присест», — утверждает Джозеф ДеСимон.

«Способность создавать объекты с неоднородным составом или градиентными механическими свойствами — святой Грааль 3D-печати. Возможные области применения варьируются от очень эффективных энергопоглощающих структур до изделий с различными оптическими свойствами и продвинутых датчиков», — поясняет один из авторов исследования, докторант кафедры машиностроения Габриэль Липковиц.

О сроках вывода новой технологии на коммерческий рынок пока не сообщается, так как работы еще не завершены. Следующая задача — разработка программного обеспечения, позволяющего выжимать из нового процесса все соки: программа должна уметь самостоятельно генерировать необходимые внутренние каналы и управлять подачей нескольких материалов. Как поясняют разработчики, от дизайнеров 3D-моделей не должно требоваться понимание гидродинамических процессов, так что задачу по распределению каналов и управлению потоками программа должна брать на себя. Мультиматериальная 3D-печать тоже требует значительной доработки по предотвращению произвольного смешивания смол.

Ознакомиться с докладом научной команды можно в журнале Science по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.