Nieuwe digitale lichtproductiemethode lost veelvoorkomende problemen op die gepaard gaan met 3D-printen

2 november 2024 rapport

Dit artikel is beoordeeld volgens het redactionele proces en de beleidslijnen van Science X. Redacteuren hebben de volgende kenmerken benadrukt terwijl ze de geloofwaardigheid van de inhoud waarborgden:

gefactcheckt

peer-reviewed publicatie

betrouwbare bron

nagelezen

door Bob Yirka, Phys.org

Een team van materiaalwetenschappers, medisch onderzoekers en ingenieurs verbonden aan een groot aantal instellingen over heel Australië heeft een nieuwe manier ontwikkeld om digitaal licht fabriceren uit te voeren die problemen met de huidige methoden overwint. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature, beschrijft de groep hun nieuwe techniek, hoe het werkt en op welke manieren het gebruikt zou kunnen worden.

Traditioneel 3D-printen omvat het nauwkeurig sproeien van een vloeibaar materiaal vanuit een spuitmond op een object waar het hard wordt als het afkoelt, waardoor het groeit naarmate er lagen worden toegevoegd. Digitaal licht fabriceren is een type 3D-printen dat het gebruik van een laser om 3D-objecten te produceren omvat in plaats van een spuitmond – het laserlicht zorgt ervoor dat een vloeibaar materiaal hard wordt.

Twee benaderingen zijn ontwikkeld. De eerste is op basis van vensters, waarbij een laser wordt afgevuurd door een transparant venster in een tank met precursor vloeistof en op een platform, wat resulteert in het verharden van de precursor en het groeien van het gewenste object naar beneden. De tweede benadering wordt top-down genoemd, en zoals de naam al aangeeft, houdt het in dat een laser naar beneden wordt afgevuurd in een precursor oplossing, wat resulteert in een object dat omhoog groeit.

Beide benaderingen hebben problemen met een constante toevoer van de precursor en het verspreiden van warmte. In deze nieuwe poging heeft het onderzoeksteam een gemodificeerde vorm van de top-down benadering ontwikkeld die beide problemen overwint – ze noemen het dynamisch interface printen.

De methode omvat het veranderen van het printpunt naar de meniscus, wat de kromming van het oppervlak van de (precursor) vloeistof is. Dit wordt gedaan door een tank te gebruiken om de precursor vloeistof vast te houden en vervolgens gebruik te maken van een buisvormige druk printhead boven de tank. Deze heeft een klep die het toevoegen van akoestische trillingen die dienen om de luchtdruk te laten oscilleren mogelijk maakt.

Om te printen, worden lichtpatronen naar beneden geprojecteerd door de buis op de meniscus terwijl de printhead beweegt. Het gewenste object groeit omhoog vanaf de bodem van de tank, ondergedompeld in de precursor vloeistof. De druk in de buis wordt gebruikt om de vorm van de meniscus te regelen. Het opnieuw coaten van de vloeistof op het te printen object wordt gecontroleerd door oppervlaktespanning en wordt versneld door de trillingen, wat resulteert in een gelijkmatige stroom van de precursor.

Tests toonden aan dat de methode in staat is om te printen met snelheden tot 0,7 millimeter per seconde, met weinig fouten en minimale problemen met warmteverspreiding door continue beweging van de precursor vloeistof.

Meer informatie: Callum Vidler et al, Dynamisch interface printen, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08077-6

Tijdschriftinformatie: Nature

© 2024 Science X Netwerk