Tyxo.bg counter

Лазерни холограми създават 3D отпечатани обекти за секунди

Обемният печат замества обичайното наслояване при адитивното производство чрез процес, който създава целия обект едновременно

Възможно ли е отпечатването на сложни 3D обекти за секунди, вместо за часове или дни? Отговор на този въпрос дава екип от учени и инженери, ръководени от Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). Екипът разработва процес, който използва подобни на холограма лазери за създаването на цели обекти в резервоар, пълен с течна смола. Наречен обемен триизмерен печат, процесът преодолява много от ограниченията на конвенционалния начин за адитивно производство и отнема само секунди.

Адитивното производство, по-известно като 3D печат, обещава да направи революция в създаването на прототипи и производството, но, въпреки всичко, това е процес, който все пак има своите ограничения. Конвенционалният 3D печат представлява оформяне на даден обект чрез последователно налагане на слоеве. Пластмасови предмети могат да бъдат изградени чрез разпръскване на разтопена пластмаса в триизмерен модел, а метални предмети - чрез полагане на слоеве фин метален прах, който се излива в едно цял с помощта на лазерни или електронни лъчи.

Това е процес, който позволява прототипите да се произвеждат много по-бързо в сравнение с машинната обработката, а освен това дава възможност много сложни форми да се пресъздават в една единица, вместо да се изграждат от няколко по-прости модула. Този тип производство обаче понякога отнема часове или дори дни, а, не на последно място, докато обектът се отпечатва, може да се наложи и създаването на временни структури, които да го поддържат, докато не бъде напълно завършен.

Разработеният от LLNL, в сътрудничество с UC Berkeley, University of Rochester и MIT, обемен печат замества наслояването с процес, който създава целия обект едновременно. Това се прави като се използват три припокриващи се лазера, които образуват модел, подобен на холограма, в прозрачен резервоар, изпълнен със смола. Краткото излагане на единичен лъч не е достатъчно за втвърдяването на материала, но комбинацията от три лазера може да предизвика това за около десет секунди. След като обектът се оформи, излишната смола се отцежда, за да разкрие създадената единица.


Лазерни холограми създават 3D отпечатани обекти за секунди

© Иван Гайдаров, pcworld

"Фактът, че вече е напълно възможно да се отпечатват цялостни 3D части в една стъпка, преодолява важен проблем на адитивното производство", коментира изследователят от LLNL Максим Шустеф и добавя: "Опитваме се да отпечатаме с едно действие завършена триизмерна форма. Основната ни цел е да отговорим на въпроса: Можем ли да създаваме произволни триизмерни форми отведнъж, вместо постепенно да поставяме слой след слой?. Оказва се, че можем”.

Обемният печат не само е по-бърз, но също така елиминира нуждата от временни структури за поддръжка на елемента по време на изработката и дава по голяма гъвкавост на обектите. Към момента технологията е използвана за създаване на квадрати, греди, равнини, подпори при произволни ъгли, решетки и сложни, извити обекти.

Изледователският екип обръща внимание, че все пак има ограничение за това доколко сложни могат да бъдат изливаните форми, а също така има проблеми и с резолюцията на обектите - повишената експозиция води до втвърдяване на нежелани части от течната смола. Надеждата е, че разработването на по-чувствителни полимери не само ще позволи създаването на по-големи обекти с по-висока резолюция, но също така и отпечатването на елементи от ултра леки хидрогелове. Освен това, обемният печат работи в безтегловност, което го прави полезен и за производство на борда на космически кораби.

"Нашата работа е демонстрация на следващото поколение адитивно производство. Повечето технологии за 3D печат в момента се базират на едноизмерна или двуизмерна обработка на единиците. Обемният печат дава пълен 3D облик на процеса по изработката на елементите и потенциалното му въздействие върху производителността може да бъде наистина голямо. По този начин, ако можете да го правите добре, ще получите възможност да създавате дори изключително сложни модели", категоричен е инженерът от LLNL Крис Спадачини. 


Twitter icon Facebook icon
Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук.