Drukarki 3d, precyzja w skali nano

drukowanie 3d


Drukowanie 3D obiektów przy zachowaniu ich niezwykłej szczegółowości jest już możliwe dzięki zastosowaniu metody „litografii dwufontonowej”. Dzięki tej technologii, małe struktury w skali nanometrów mogą być sfabrykowane. Naukowcy z University of Technology w Wiedniu (TU Vienna) uskutecznili tę technikę druku, dokonali przełomu w przyśpieszeniu prędkość tworzenia obiektów: precyzyjna drukarka 3D w TU Vienna jest dużo bardziej szybsza od podobnych urządzeń.

Najlepsza prędkość

Drukarka 3D używa ciekłej żywicy, która dzięki zogniskowanej wiązki laserowej jest hartowana dokładnie w określonych miejscach. Centralny punkt wiązki laserowej jest prowadzony przez ruchomy laser po żywicy co powoduje pozostawienia za sobą spolimeryzowanej linii stałego polimeru , o szerokości kilkuset nanometrów. Tak wysoka rozdzielczość umożliwia tworzenie misternie skonstruowany, malutkich jak ziarnko piasku rzeźb. Profesor Jürgen Stampfl z Instytutu Inżynierii Materiałowej i Technologii w TU Vienna mówi „Do tej pory, ta technika jest dość powolna. Szybkość drukowania jest mierzona w milimetrach na sekundę. Nasze urządzenie może drukować 5 metrów w ciągu sekundy”. Na chwile obecną w litografii dwufontonowej jest to najlepszy wynik jaki kiedykolwiek uzyskano.

Takie ulepszenie prędkości było możliwe poprzez połączenie kilku nowych pomysłów. Kluczowym znaczeniem była poprawa mechanizmu sterowania lusterek. W trakcie procesu drukowania 3d lustra są w ciągłym ruchu, aby osiągnąć rekordowe tempo drukowania, okresy przyspieszania i spowalniania muszą być bardzo dokładnie dopasowane.

Fotoaktywne cząsteczki utwardzają żywicę

Druk 3D nie jest uzależniony tylko od mechaniki; ważną rolę odgrywa również chemia. —Żywica zawiera cząsteczki, które są aktywowane przez światło lasera. Wywołują one reakcję łańcuchową w innych elementach żywicy, tzw monomerów, i sprawiając że zmieniają je na postać stałą. Te cząsteczki są aktywne tylko wtedy, gdy pochłaniają dwa fotony wiązki jednocześnie – to ma miejsce tylko w samym środku wiązki laserowej , w którym natężenie jest najwyższe.
W przeciwieństwie do tradycyjnych technik drukowania 3D, materia w postaci stałej może powstać w dowolnym miejscu a nie tak jak w przypadku innych technik wyłącznie w uprzednio przygotowanej górnej warstwie płynnej żywicy. Powierzchnia robocza nie musi być specjalnie przygotowany przed następna warstwą co pozwala zaoszczędzić sporo czasu. Zespół chemików kierowanych przez profesora Roberta Liska (TU Wien) opracował odpowiednie składniki tej specjalnej żywicy.

Obecnie naukowcy na całym świecie pracują na drukarkach 3D jak i również na wyższych uczelniach, a także w przemyśle.

Ze względu na znacznie zwiększenie prędkości drukowania, o wiele większe obiekty mogą być tworzone w krótszym okresie czasu. Sprawia to, że ​​dwufotonowa litografia jest interesującą techniką dla przemysłu. W TU Vienna, naukowcy obecnie pracują nad bio-kompatybilną żywicą do zastosowań medycznych. Mogą one być wykorzystywane do tworzenia „rusztowania” do którego mogą się przyłączać żywe komórki co ułatwi systematyczne tworzenie się tkanek biologicznych. Drukarki 3D mogą być również wykorzystywane do tworzenia dokładnych części konstrukcyjnych dla technologii biomedycznych lub nanotechnologii.

Dodaj komentarz