Nuovo approccio alla produzione digitale di luce risolve i problemi comuni associati alla stampa 3D

2 novembre 2024 rapporto

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corretto da Bob Yirka, Phys.org

Un team di scienziati dei materiali, ricercatori medici e ingegneri affiliati a numerose istituzioni in tutta l'Australia ha sviluppato un nuovo modo per condurre la produzione digitale di luce che supera i problemi dei metodi attuali. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature, il gruppo descrive la loro nuova tecnica, come funziona e i modi in cui potrebbe essere utilizzata.

La stampa 3D tradizionale coinvolge la spruzzatura precisa di un materiale liquido da un ugello su un oggetto dove si indurisce raffreddandosi, causandone la crescita man mano che vengono aggiunti strati. La produzione digitale di luce è un tipo di stampa 3D che comporta l'uso di un laser per produrre oggetti tridimensionali invece di un ugello: la luce laser fa indurire un materiale liquido.

Sono state sviluppate due approcci. Il primo si basa su finestra, in cui un laser viene sparato attraverso una finestra trasparente in un serbatoio di liquido precursore e su una piattaforma, con il risultato che il precursore si indurisce e fa crescere l'oggetto desiderato verso il basso. Il secondo approccio è chiamato top-down e, come suggerisce il nome, comporta il sparare un laser in una soluzione precursore, con il risultato che un oggetto cresce verso l'alto.

Entrambi gli approcci soffrono di problemi nel garantire un flusso costante del precursore e nel dissipare il calore. In questo nuovo sforzo, il team di ricerca ha sviluppato una forma modificata dell'approccio top-down che supera entrambi i problemi: lo chiamano stampa dell'interfaccia dinamica.

Il metodo comporta il cambiare il punto di stampa al menisco, che è la curva della superficie del liquido (precursore). Questo viene fatto impiegando un serbatoio per contenere il liquido precursore e utilizzando quindi una testa di stampa a tubo pressurizzata situata sopra il serbatoio. Ha una valvola che consente di aggiungere vibrazioni acustiche in grado di oscillare la pressione dell'aria.

Per stampare, i motivi luminosi vengono proiettati giù attraverso il tubo sul menisco mentre la testa di stampa si muove. L'oggetto desiderato cresce verso l'alto dal fondo del serbatoio, immerso nel liquido precursore. La pressione all'interno del tubo è utilizzata per controllare la forma assunta dal menisco. La ricopertura del liquido sull'oggetto in fase di stampa è controllata dalla tensione superficiale e accelerata dalle vibrazioni, risultando in un flusso uniforme del precursore.

Un test ha dimostrato che il metodo è in grado di stampare alla velocità di fino a 0.7 millimetri al secondo, con pochi errori e minimi problemi di dispersione del calore grazie al movimento continuo del liquido precursore.

Maggiori informazioni: Callum Vidler et al, Stampa dell'interfaccia dinamica, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08077-6

Informazioni sulla rivista: Nature

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