3D-печать с помощью лазерных голограмм обеспечит создание сложных форм за секунды

Аддитивное производство, более известное как 3D печать, сегодня позволяет ученым и инженерам без особых усилий создавать конструкции и конфигурации, сделать которые ранее было крайне сложно. Но даже сейчас поочередное накладывание слоев в ходе построения трехмерного предмета занимает часы, а иногда

Аддитивное производство, более известное как 3D печать, сегодня позволяет ученым и инженерам без особых усилий создавать конструкции и конфигурации, сделать которые ранее было крайне сложно. Но даже сейчас поочередное накладывание слоев в ходе построения трехмерного предмета занимает часы, а иногда и целые сутки.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) вместе со своими коллегами из Рочестерского университета сумели изобрести гораздо более быстрый способ создания сложных 3D моделей. Ставшая уже традиционной печать изделий слой за слоем будет заменена другим процессом. Лазеры будут создавать трехмерные изображения наподобие голограмм, отображающихся в светочувствительном растворе на основе резиновых соединений. В результате могут быть быстро пропечатаны решетки, соединения, крепежные элементы и их грани под самыми разными углами. Появилась возможность создания в течение нескольких секунд сложных, оригинально изогнутых деталей. Новый способ получил название «волюметрической» (объемной) 3D-печати и был описан в декабрьском номере издания Science Advances.

«Тот факт, что мы можем сегодня делать полноценные трехмерные детали за один шаг, говорит о серьезном прогрессе в аддитивных технологиях», - сказал исследователь LLNL Максим Шустев, автор публикации.

Говоря о механизме работы нового устройства, Шустев обратил внимание на три перекрывающих друг друга лазерных луча, которые в разных направлениях определяют геометрию будущего изделия. В местах пересечения лучей интенсивность лазерного света настолько большая, что достаточно 10 секунд для вулканизации, затвердевания материала. Остатки раствора выкачиваются и как будто по волшебству нам остается полностью готовый трехмерный предмет.

Такой способ печати изделий во много раз быстрее, чем использование любых других существующих методов. Ввиду невысокой стоимости, гибкости настроек, скорости и многогранности геометрии работы нового оборудования, по мнению исследователей, можно считать открытым новое направление в индустрии скоростной 3D печати.

В то время как традиционная 3D печать несет в себе некоторые сложности, связанные с провисанием подвешенных элементов готовых изделий, по словам Максима Шустева, при объемной печати никакие поддерживающие устройства не нужны. Придерживаться старой технологии печати значит отказаться от качественного построения поперечин и направляющих. «Надеюсь наша работа вдохновит других исследователей найти еще способы изготовления подобных предметов, используя уже другие материалы. Это могло бы означать смещение целой парадигмы в производстве», - добавил Шустев.

При использовании более мощных источников света объемная печать может осуществляться еще быстрее. Также по словам ученых, в таком процессе можно использовать сверхмягкие материалы такие, как гидрогели.

Однако и здесь все еще есть пределы. Для создания исключительно сложных структур требуется много пересекающихся лазерных лучей. Пока это трудно реализовать, но исследователи надеются решить и эту задачу.