Хакери отримають гроші та автомобіль за злом Tesla Model 3
16 Січня , 2019
Штучний інтелект і дрони дозволять слідкувати за фермами на мікрорівні
17 Січня , 2019

Вчені знайшли спосіб прискорити 3D-друк в 100 разів

Замість звичайного способу 3D-друку складних об’єктів шар за шаром за допомогою світла або пластикових ниток, вчені з Мічиганського університету пропонують використовувати інший метод, який дозволяє не лише істотно підвищити швидкість самого друку, але і збільшити довговічність створюваного об’єкта і його зносостійкість. Робота, що описує їх винахід, опублікована журналом Science Advances. Прес-реліз проекту опублікований на сайті університету.

Технології 3D-друку здатні надавати неоціненну допомогу при відносно невеликих обсягах виробництва, наприклад, там, де потрібне створення не більше 10 000 ідентичних предметів. У цьому випадку 3D-друк дозволяє економити на ливарних формах, вартість яких може становити десятки тисяч доларів. На жаль, найпоширеніша на сьогоднішній день форма 3D-друку, коли об’єкт створюється пошарово, не здатна впоратися з поставленою метою за стандартний виробничий термін у два тижні.

«При використанні традиційних підходів 3D-друку це просто неможливо, якщо у вас немає сотень таких машин», — коментує керівник дослідження Тімоті Скотт, професор інженерії Мічиганського університету, який разом з колегою Марком Бернсом представив новий підхід до 3D-друку.

Новий метод, запропонований вченими, включає в себе затвердіння рідкої смоли за допомогою двох спрямованих джерел світла. Використання цих джерел світла дозволяє контролювати, де смола твердне, а де – залишається рідкою. Такий підхід дає можливість зміцнити смолу у більш складних моделях. Наприклад, при використанні нового методу, дослідники створили тривимірний барельєф за один раз, а не серією одновимірних ліній або двовимірних перетинів. В якості інших прикладів інженери з Мічиганського університету надрукували таким чином ґрати, іграшковий човен і фігуру у вигляді літери М.

«Це один з по-справжньому перших повноцінних 3D-принтерів», — заявляє Бернс.

Автори розробки уточнюють, що одне з джерел світла необхідне для початку реакції твердіння, а інше використовується для його зупинки, що дозволяє точно контролювати друк як у часі, так і в просторі. У нового методу проте є недоліки: смола має тенденцію тверднути у вікні, через яке проходить світло, зупиняючи друк, як тільки він починається. У той же час, при створенні відносно великої ділянки, де не відбувається затвердіння, більш товсті шари смоли — можливо, з домішками порошкових добавок — його можна використовувати для виробництва довговічніших об’єктів. Цей метод порівняно зі звичайним друком за допомогою ниток, також дозволяє створювати більш конструктивно надійні предмети, оскільки об’єкти, надруковані традиційним способом, як правило мають слабкі місця на кордонах стику між шарами.

Приклади об’єктів, створених Скоттом і Бернсом з допомогою нового методу 3D-друку:

«За допомогою цього методу можна створювати істотно міцніші і зносостійкіші матеріали», — додає Скотт.

Ключем до успіху стала хімія смоли. У звичайних системах (SLA-DLP) відбувається тільки одна реакція: фотоактиватор робить смолу твердою скрізь, де світить світло. У системі, розробленій Скоттом і Бернсом, крім фотоактиватора використовується ще й фотоінгібітор, який реагує на іншу довжину хвилі світла. Замість звичайного контролю затвердіння у двомірній площині, як це зазвичай відбувається при використанні сучасних методів друку, мічиганська команда може застосовувати два види світла для затвердіння смоли практично в будь-якій тривимірній площині поруч з вікном.

Університет вже подав три заявки на отримання патентів, щоб захистити безліч винахідницьких аспектів, запропонованих в новому підході. Сам Тімоті Скотт вирішив відкрити власний стартап.

Незважаючи на те, що технології 3D-друку існують на ринку вже кілька років, масовими вони поки що так і не стали, хоча світ змінити обіцяли. Користь від подібних технологій вже очевидна в медицині і промисловості, однак масовий домашній 3D-друк все ще здається далекою перспективою.

Вірогідно, одна з основних проблем пов’язана з відсутністю бібліотек з широким вибором можливих 3D-моделей. Навіть у найвідоміших бібліотеках багато контенту низької якості. Моделі часто не оптимізовані під можливості принтерів і можуть містити велику кількість помилок. При цьому, далеко не всі володіють навичками, що дозволяють самостійно створювати потрібні 3D-моделі.

Інше питання полягає у швидкості самого друку. На створення однієї речі можуть витрачатись десятки годин. Розробки, подібні представленій фахівцями Мічиганського університету, спрямовані, в тому числі і на вирішення цієї проблеми.

У той же час домашні інструменти для адитивного виробництва, при належному рівні споживчої спрямованості, можуть стати незамінним інструментом для створення та відновлення зламаних побутових речей. Втратив або зламав кришку телевізійного пульта – скачав з інтернету потрібну модель і роздрукував її на своєму домашньому принтері. Зручно ж!  Через кілька років дійсно будь-який бажаючий зможе роздрукувати у себе вдома будь-яку потрібну річ: будь-яку запчастину для побутової техніки, меблів, деталь для машини. Поки ж все це бачиться виключно сферою для ентузіастів, але сфера поступово розвивається, що не може не радувати.

Джерело

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: