Учёные из Института Роуленда Гарвардского университета разработали новую технологию 3D-печати, с которой отпадает потребность в сложных опорных конструкциях. Они прибегнули к методу преобразования красного света в синий и добавлению светочувствительной жидкости к смоле, используемой в 3D-принтерах.
Сканирование и трассировка изображения с помощью мощного лазера (слева) и одновременное проецирование всего изображения с помощью маломощного светодиода (справа)
В привычной нам 3D-печати смола наносится слой за слоем и только на жёсткой основе, что сложно назвать действительно трёхмерной печатью. Поэтому исследователи добавили в смолу нанокапсулы со специальным реактивом, чтобы та реагировала исключительно на синий свет в фокусе лазера. А так как лазерный луч перемещается в трёх измерениях, ему не нужна послойная печать. По словам разработчиков, полученная смола имеет большую вязкость, чем при классическом подходе, поэтому сразу после печати она может оставаться на месте без поддержки.
«Наша система вынуждает красный свет бездействовать, в то время как маленькая точка синего света запускает химическую реакцию, которая заставляет смолу затвердевать и превращаться в пластик. По сути, это означает, что у нас есть лазер, проходящий через всю систему, и только в этом маленьком синем цвете вы получаете полимеризацию, и только там происходит печать. Мы просто сканируем эту синюю точку в трёх измерениях, и везде, где эта синяя точка попадает, смола полимеризуется, и вы получаете 3D-печать», — говорит Дэниел Конгрив, соавтор исследования.
В традиционной послойной печати для неустойчивых элементов необходимы подпорки, чтобы смола до затвердевания не стекала вниз. Отказ от таких конструкций существенно оптимизирует отрасль 3D-печати. В качестве примера разработчики продемонстрировали трёхмерные логотипы Гарварда и Стэнфорда, а также небольшой кораблик — стандартный, но сложный тест для 3D-принтеров из-за небольшого размера лодки и ювелирных деталей, таких как нависающие иллюминаторы и открытые пространства в каюте.
