EPFL разрабатывает высокоточный метод лазерной 3D-печати

3d-печать, ИноСМИ Комментарии к записи EPFL разрабатывает высокоточный метод лазерной 3D-печати отключены

Изделия с тонкопроработанными деталями формируются за считанные секунды; Дочерняя компания Readily3D создана для разработки и продажи новой системы.

Собор Парижской Богоматери: воспроизведен (в миниатюре) за считанные секунды.

Исследователи из EPFL, Лозанна, Швейцария, разработали новый высокоточный метод 3D-печати небольших мягких объектов. Этот процесс, который занимает менее 30 секунд от начала до конца, имеет потенциальные возможности в широком спектре областей, включая 3D-биопечать.

Далее, дочерняя компания, Readily3D, была создана для разработки и маркетинга системы.

Процесс начинается с полупрозрачного жидкого полимера, из которого формируются объекты. Когда лазер обрабатывает форму, во вращающемся сосуде начинают образовываться более темные сплошные пятна до тех пор, пока в течение 30 секунд не будет получен готовый продукт с мелкими деталями.

Этот метод 3D-печати, разработанный исследователями из Лаборатории прикладных фотонных приборов EPFL (LAPD, Laboratory of Applied Photonics Devices), может использоваться для создания небольших объектов с беспрецедентной точностью и разрешением — и все это в рекордно короткие сроки.

Команда опубликовала свои выводы в журнале Nature Communications.

Многочисленные приложения

EPFL утверждает, что эта технология может найти инновационные применения в широком спектре областей, но ее преимущества перед существующими методами — возможность печатать твердые части различной текстуры — делают ее идеально подходящей для медицины и биологии. Этот процесс можно использовать, например, для изготовления мягких предметов, таких как ткани, органы, слуховые аппараты и каппы.

«Обычные методы лазерной 3D-печати, известные как аддитивное производство, создают детали слоя за слоем», — объясняет Дэмиен Лотери, генеральный директор Readily3D. «Проблема в том, что сделанные таким образом мягкие объекты быстро разваливаются».

Предлагаемый процесс также можно использовать для создания деликатных нагруженных клетками каркасов, в которых клетки могут развиваться в трехмерной среде без давления. Исследователи объединились с хирургами, чтобы проверить 3D-напечатанные артерии, сделанные с использованием этой техники. «Результаты испытаний были чрезвычайно обнадеживают», — говорит Лотери.

Экспериментальная установка для томографической печати высокого разрешения.

Оптически упрочненный

Новая методика основана на принципах томографии, метода, часто используемого в медицинской визуализации для построения модели объекта на основе сканирования поверхности.

Принтер работает, посылая лазерное излучение через полупрозрачный гель — либо биологический гель, либо жидкий пластик, если требуется. «Все дело в свете», — объяснил Пол Делро, технический директор Readily3D. «Лазер отверждает жидкость в процессе полимеризации. В зависимости от того, что мы строим, мы используем алгоритмы, чтобы точно рассчитать, куда нам нужно направить лучи, с какими углами и какой дозы ».

В настоящее время система способна изготавливать 20-миллиметровые структуры с точностью до 80 мкм, что примерно равно диаметру пряди волос. Но по мере того, как команда разрабатывает новые устройства, они должны иметь возможность строить гораздо большие объекты, потенциально до 150 мм.

«Этот процесс также можно использовать для быстрого изготовления небольших силиконовых или акриловых деталей, которые не нуждаются в отделке после печати», — говорит Кристоф Мозер, глава LAPD. Дизайн интерьера может стать потенциально прибыльным рынком для нового принтера.

Резюме от Nature Communications

В статье Nature Communications делается вывод: «Таким образом, мы показали, что как распределение освещения, так и вязкость смолы являются критическими параметрами для получения характеристик с высоким разрешением при томографическом аддитивном производстве (AM).

«Мы также демонстрируем, что прозрачность в томографическом AM может быть использована для реализации системы обратной связи для точного контроля кинетики фотополимеризации. Размеры положительных и отрицательных элементов размером 80 мкм, достигнутые для деталей в сантиметровом масштабе, открывают путь для сверхбыстрого производства точных конструкций, таких как функциональные модели тканей или органов »

Видео

Следующее видео EPFL описывает процесс и показывает в реальном времени, как объект с мелкими деталями может быть создан при взаимодействия лазер-полимер:

Источник: https://optics.org/news/11/1/73

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top