Технології

Новий метод 3D-друку створює міцніші вироби в 5 разів швидше

Технології 3D-друку допомагають знизити витрати і час на виробництво, скорочують відходи. І водночас багатьом матеріалам, які використовуються в адитивних технологіях, бракує міцності. Для розв’язання цієї проблеми фахівці зі США розробили новий процес друку: виріб із неметалевого матеріалу виходить міцнішим і в п’ять разів швидшим, ніж у традиційних 3D-принтерів.

Принцип рідкого 3D-друку полягає в пошаровому затвердінні рідкого фоточутливого поліуретану під дією світла. Щоб перейти до друку наступного шару, платформа з моделлю піднімається, поступово набуваючи заданої форми. Проблема в тому, що напівзастиглий, ще липкий полімер потрібно переміщати дуже акуратно, що істотно уповільнює процес друку, розповідає IE.

Інженери з Сандійської національної лабораторії порівняли цей процес із випічкою.

“Після того, як ви спекли печиво, йому треба дати охолонути. Якщо ви спробуєте відірвати гаряче печиво від дека, воно буде занадто м’яким і зламається. Те саме відбувається з 3D-принтером, якщо друкувати шари швидко. Модель виявиться кривою”, – пояснила Леа Епплханс, учасниця проєкту.

Команда розробила інноваційний метод охолодження матеріалу після друку за допомогою двох джерел світла: синього та ультрафіолетового. На цю ідею їх наштовхнули методи двохвильового друку з полімеризацією акрилу і безперервного рідкого друку (CLIP). Друк іде як зазвичай, шар за шаром, але друге джерело світла запобігає полімеризації на дні кювети, щоб модель не прилипала. Отже, деталь можна переміщати швидше.

Замість акрилу інженери взяли дициклопентадієн, який застосовують у виробництві фарб і вогнегасників. Для того, щоб він краще полімеризувався, вони змінили базові компоненти матеріалу з акрилових на олефінові. Це дало змогу підвищити міцність моделей.

SWOMP, або селективний двохвильовий олефіновий метатезний 3D-друк, використовує дві довжини хвиль світла одночасно, щоб змінити спосіб 3D-друку певних матеріалів. Credit: Samuel Leguizamon

Головна мета дослідників – розширити для інженерів і дизайнерів діапазон полімерів, що використовуються, щоб їм простіше було вибирати відповідний матеріал для своїх проєктів.

Нова технологія дає змогу створювати живі 3D-тканини з необхідною структурою для імплантації в головний мозок з метою лікування травм і захворювань. Доклінічні експерименти показали, що такий підхід має великий потенціал для регенерації тканини мозку у людей.

5 Цікавих Фактів про 3D Друк ??

3D друк революціонізував виробництво, дизайн і медицину, пропонуючи необмежені можливості в створенні складних і персоналізованих об’єктів. Ось п’ять цікавих фактів про цю захоплюючу технологію:

  1. Перший Об’єкт, Створений за Допомогою 3D Друку
    У 1983 році Чак Халл, інженер і винахідник, створив перший у світі 3D-друкований об’єкт – просту чашу. Це відкрило шлях до створення стереолітографії, процесу, що використовує УФ-світло для перетворення рідких фотополімерів у тверді об’єкти.
  2. 3D Друк у Космосі
    У 2014 році на Міжнародній космічній станції (МКС) було успішно друковано перший об’єкт у космосі – засіб для гайкових ключів. Це демонструє потенціал 3D друку в розв’язанні логістичних проблем під час тривалих космічних місій.
  3. Біопринтинг Органів та Тканин
    Розвиток 3D-біопринтингу відкриває можливості для створення живих тканин і органів для трансплантації. Цей метод використовує “чорнило” з живих клітин для створення структур, які можуть імітувати натуральні органи.
  4. Спорудження Будівель
    3D друк також застосовується в будівництві, де великомасштабні 3D принтери можуть “друкувати” цілі будівлі. Такий підхід може значно знизити вартість і час будівництва, а також зменшити відходи.
  5. Їстівний 3D Друк
    Технологія 3D друку знайшла застосування і в кулінарії, дозволяючи створювати складні і персоналізовані їстівні форми. Від шоколаду до пасти – можливості здаються нескінченними.
Back to top button