- Что такое 3D печать
- Быстрая 3D-печать с использованием двух источников света
- Сложности разработок
- Быстрая 3D-печать – замена кислорода на свет
Традиционная 3D-печать, основанная на послойном нанесении материала, скоро может уйти в прошлое. Современные исследования открыли принципиально новый подход, который позволяет создавать трёхмерные объекты не поэтапно, а целиком, используя свет. Эта технология способна ускорить процессы производства в сотни раз, открывая путь к массовому изготовлению сложных деталей.
До сих пор 3D-печать применялась в основном для мелкосерийного производства или прототипирования, так как традиционные методы слишком медленны для выпуска больших партий. Как отмечает один из разработчиков новой технологии, Тим Скотт, для масштабного производства классическими методами потребовались бы сотни принтеров, что экономически нецелесообразно.
Что такое 3D печать
В отличие от обычной печати на бумаге, 3D-печать — это процесс создания физических объектов путём добавления материала. Однако инновация от исследователей Мичиганского университета переворачивает это представление. Их метод работает по принципу «вычитания»: объект формируется из жидкой смолы, которая затвердевает под воздействием света, поднимаясь из ёмкости. Это позволяет создавать сложные формы не слоями, а сразу в трёх измерениях, что кардинально увеличивает скорость.
Быстрая 3D-печать с использованием двух источников света
Ключевым прорывом стало использование двух различных источников света для точного контроля процесса полимеризации. Один световой луч отвечает за затвердевание смолы, а второй — за поддержание её в жидком состоянии в определённых зонах. Это даёт возможность формировать объекты с высокой детализацией за один цикл, а не собирать их из множества плоских сечений. Именно такие устройства можно назвать первыми настоящими 3D-принтерами, работающими в полном объёме.
Сложности разработок
Разработка технологии столкнулась с серьёзным препятствием: смола имела свойство затвердевать на прозрачном окне, через которое подавался свет, что останавливало процесс. Учёным удалось решить эту проблему, создав специальную зону, где затвердевание не происходит. Это позволило работать с более вязкими составами, включающими укрепляющие добавки, и производить более прочные изделия за короткое время.
Быстрая 3D-печать – замена кислорода на свет
Ранее для предотвращения затвердевания на окне использовался кислород, который создавал тонкую жидкую прослойку. Исследователи из Мичигана пошли дальше, заменив кислород вторым источником света. Это позволило увеличить зазор между растущим объектом и окном до нескольких миллиметров, что в тысячи раз ускорило подачу жидкой смолы.
Химическая основа метода — это использование двух реакций. Помимо фотоактиватора, запускающего отверждение, применяется фотоингибитор, который под действием света определённой длины волны предотвращает затвердевание. Такое двойное управление позволяет контролировать процесс не в одной плоскости, а в любом трёхмерном пространстве у окна, создавая сложные объекты, например, барельефы, за один шаг.
Несмотря на прорыв, технология пока имеет ограничения. Для быстрого притока смолы в зазор она должна обладать очень низкой вязкостью. Это определяет сферу применения: производство небольших, но точных изделий, таких как индивидуальные стоматологические имплантаты или ортопедические стельки, где важны и скорость, и качество.
Филонцев Виктор Николаевич
На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.
