"Первый настоящий 3D-принтер" печатает весь объект сразу

В Университете Мичигана придумали, как создавать трехмерные объекты не слой за слоем, а целиком. И это не только быстро. Отверждаемые двумя лучами света предметы намного прочнее, чем «слоеные».

Созданная американскими специалистами технология приближает массовое внедрение промышленных 3D-принтеров. Потому что до настоящего момента, несмотря на отдельные успехи, печать не была достаточно быстрой, чтобы обслуживать нужды большинства современных производств. Особенно важна скорость для мелких производителей, которые подстраиваются под нужды клиентов. Аддитивные технологии наиболее эффективны, когда речь идет о мелкосерийном производстве. Но недостаточно оперативны, если речь идет о производстве средних масштабов.

Но вскоре печать станет не только доступной, но и быстрой — примерно, в 100 раз быстрее, чем на современных «послойных» принтерах.

Это, в частности, означает, что для фабрики не нужно заказывать сотню принтеров — достаточно одного. А экономия — один из главных факторов внедрения любой новой технологии.

«[Наша машина] — один из первых настоящих 3D-принтеров», — говорит один из его создателей, профессор Марк Бернс.

Его принтер печатает не раствором из сопла слой за слоем, как это происходит сейчас. Бернс и коллеги придумали ряд ноу-хау, которые позволяют создавать твердые формы в чане со специальной смолой с помощью двух лучей света.

Попытки создать работающий по такому же принципу принтер были и раньше. Однако отверждать смолу пробовали одним лучом — наподобие фотопломбы стоматолога. Это означает, что смола тоже твердеет «лучами» — по всей освещенной линии. И твердеет мгновенно. Чтобы избежать этого, нужно оставить возможность доступа кислорода. Однако узкий «кислородный канал», благодаря которому вокруг готового изделия остается жидкая среда и его можно вынуть из формы, означает, что сама смола должна быть достаточно текучей. И такая жидкая смола была очень непрочной — как и объекты из нее.

Именно это ограничение позволяет обойти использование двух лучей из разных источников. Их нацеливают в любую точку раствора в 3D, отверждая ее, но не окружающее пространство.

Создание 3D-объектов новым методом, как пишет Science Daily, напоминает фотоснимок. Чтобы продемонстрировать возможности, команда Бернса напечатала в чане три сложных структуры: сетку, игрушечную лодку и букву «М».

Скорость — лишь одно преимущество. Создатели утверждают, что «облученные» объекты намного прочнее созданных послойно, в которых между слоями возникают структурно ослабленные участки. А добавляя в смолу специальные присадки, можно сделать ее еще прочнее.

Статья по итогам работы опубликована в журнале Science Advances. Университет Мичигана запатентовал три ноу-хау, лежащих в основе нового подхода. А Бернс и его коллеги создают стартап для коммерциализации технологии.

3D-принтеры, если они действительно станут быстрыми, преобразят целый ряд производств. Пока их использование редко выгодно за пределами лабораторий, где потенциал демонстрируют, создавая невероятные решения и конструкции: например, стальной мост без единой прямой линии, неотличимые от настоящих лиц маски или печь-принтер для поваров будущего