En ny digital ljus tillverkningsmetod löser vanliga problem som är förknippade med 3D-utskrift

2 november 2024 rapport

Den här artikeln har granskats enligt Science X's redaktionella process och policy. Redaktörerna har lyft fram följande egenskaper samtidigt som de säkerställer trovärdigheten i innehållet:

faktakontrollerad

granskad av kollegor

pålitlig källa

korrekturläst

av Bob Yirka , Phys.org

En grupp materialvetenskapsmän, medicinska forskare och ingenjörer som är anslutna till ett stort antal institutioner över hela Australien har utvecklat ett nytt sätt att utföra digitalt ljusillverkning som övervinner problemen med nuvarande metoder. I sin artikel som publicerats i tidskriften Nature beskriver gruppen sin nya teknik, hur den fungerar och på vilka sätt den kan användas.

Traditionell 3D-utskrift innebär att noggrant spruta ett flytande material från en munstycke på ett objekt där det stelnar när det svalnar, vilket får det att växa när lager läggs till. Digitalt ljusillverkning är en typ av 3D-utskrift som använder en laser för att producera 3D-objekt istället för ett munstycke - laserljuset får ett flytande material att stelna.

Två tillvägagångssätt har utvecklats. Det första är fönsterbaserat, där en laser avfyras upp genom ett transparent fönster i en tank med förstadium flytande och ner på en plattform, vilket resulterar i att förstadiet stelnar och förvandlar det önskade objektet nedåt. Det andra tillvägagångssättet kallas top-down, och som namnet antyder innebär det att en laser avfyras ned i en förstadiumlösning, vilket resulterar i att ett objekt växer uppåt.

Båda tillvägagångssätten lider av problem med att säkerställa en jämn flöde av förstadiet och att avleda värme. I det här nya försöket har forskningsteamet utvecklat en modifierad form av top-down-tillvägagångssättet som övervinner båda problem - de kallar det dynamiskt gränssnittsutskrift.

Metoden innebär att ändra punkten för utskrift till menisken, som är kurvan på ytan av (förstadiet) vätskan. Det görs genom att använda en tank för att hålla förstadiet vätska och sedan använda ett tubformat tryckkopplat skrivhuvud beläget ovanför tanken. Det har en ventil som möjliggör tillägg av akustiska vibrationer som tjänar till att oscilera lufttrycket.

För att skriva ut projiceras ljusmönster ner genom röret på menisken när skrivhuvudet rör sig. Det önskade objektet växer uppåt från botten av tanken, nedsänkt i förstadiet vätska. Trycket inuti röret används för att kontrollera formen som tas av menisken. Återbeläggning av vätskan på det objekt som skrivs ut kontrolleras av ytspänning och accelereras av vibrationerna, vilket resulterar i en jämn flödet av förstadiet.

Tester visade att metoden är kapabel att skriva ut med hastigheter upp till 0,7 millimeter per sekund, med få fel och minimala problem med värmeavledning på grund av kontinuerlig rörelse av förstadiet vätska.

Mer information: Callum Vidler et al, Dynamic interface printing, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08077-6

Tidskriftsinformation: Nature

© 2024 Science X Network