Pozrite si
Od automobilových modelov, šperkov a chirurgických náhrad, až po celé domy – 3D tlačiarne už dokážu naozaj vytlačiť kadečo. Problémom však je zdĺhavosť 3D tlače. Oproti svojim čiernobielym a už dávno aj farebným 2D predchodcom pracujú 3D tlačiarne skutočne slimačím tempom.
Namiesto vrstiev, všetko naraz
Ako skrátiť čas 3D tlače z hodín na sekundy? Vyriešiť sa to pokúša tím odborníkov z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). Tamojší výskumníci vyvinuli proces, ktorý používa holografické lasery na vytváranie 3D modelov v nádrži s kvapalnou živicou. Proces nazývaný volumetrická (objemová) 3D tlač prekonáva mnohé obmedzenia konvenčnej 3D tlače.
Pripomeňme, že tradičná 3D tlač pracuje najčastejšie s ukladaním jemných vrstiev z roztaveného plastu tak, aby vytvorili požadovanú štruktúru. V prípade kovových predmetov zas nastupuje modifikovaná metóda práškovej metalurgie, kde sa vrstvičky kovového prášku spekajú pomocou laserového, alebo elektrónového lúča.
Volumetrická tlač vyvinutá v LLNL v spolupráci s UC Berkeley, University of Rochester a MIT nahrádza vrstvenie procesom, ktorý vytvára celý objekt súčasne. Robí to pomocou troch prekrývajúcich sa laserových lúčov vytvárajúcich hologram v priehľadnej nádrži naplnenej fotocitlivou plastickou živicou (polymérom).
Krátka expozícia jediným lúčom nestačí na vytvrdnutie živice v krátkom čase, ale kombinácia troch laserov umožňuje dosiahnuť vytvrdzovanie asi za desať sekúnd. Po vytvorení objektu sa prebytočná živica odvedie a výsledný produkt je hotový.
Úplne nová filozofia tlače
Volumetrická tlač je v porovnaní s vrstvenou 3D tlačou čosi ako mágia v porovnaní manuálnym remeslom. Vyslovíte zázračnú formulku a objekt sa objaví. Volumetrická tlač je nielen rýchlejšia, ale eliminuje potrebu dočasných podporných štruktúr, ktoré sa musia následne odstraňovať. Pritom je aj flexibilnejšia a ponúka väčšiu geometrickú variabilitu.
Doteraz novú technológiu vývojári vyskúšali na vytváranie štvorcov, lúčov, plôch, vzpier v ľubovoľných uhloch, mriežok a zložitých, zakrivených objektov.
Stále však existujú obmedzenia pri vytváraní zložitých tvarov s vysokým rozlíšením, pretože zvýšená expozícia spôsobí nežiaduce vytvrdenie časti tekutej živice. Výskum sa teraz zameriava na získanie citlivejších polymérov, ktoré umožnia nielen tlač väčších objektov s vyšším rozlíšením, ale aj tlač predmetov z ultraľahkých hydrogélov.
Keďže funguje aj v bezváhovom stave, môže nájsť volumetrická tlač uplatnenie aj pri výrobe predmetov, napríklad náhradných dielov, aj v kozmických lodiach, alebo na orbitálnych staniciach. Môže to byť zaujímavé napríklad pri niekoľkomesačných letoch na Mars. Namiesto objemných redundantných zásob náhradných súčiastok postačí viezť podstatne menší náklad polyméru pre 3D tlačiarne a v prípade potreby konkrétny komponent jednoducho vytlačiť.
Zdroj