Ein grundlegend anderer Ansatz für den Fotopolymer-3D-Druck, der an der University of California in Berkeley entwickelt wurde, ermöglicht es Ihnen, in wenigen Minuten 3D-Drucke zu erstellen und vorhandene Objekte durch 3D-gedruckte Teile zu ergänzen.
Basierend auf einem
Artikel von Kara
Manke von der University of California, Berkeley, Berkeley News. Übersetzt und angepasst von
Top 3D Shop .
Bei den meisten 3D-Druckverfahren wird Material Schicht für Schicht hinzugefügt. Dadurch werden einige Einschränkungen für die Verwendung von 3D-gedruckten Objekten festgelegt. Das Drucken neuer Objekte in Kombination mit vorhandenen Objekten ist äußerst schwierig. In der Regel können Sie kein beschädigtes Teil in einem 3D-Drucker installieren und ein defektes Fragment drucken.
Die gleiche Technik ermöglicht solche Operationen.
Ein Metall-Mikroschraubendreher mit einem darauf gedruckten Stift.Autoren: Brett E. Kelly, Indrasen Bhattacharya, Hossein Heidari;
Mitautoren: Maxim Shusteff, Christopher M. Spadacchini;
Laborleiter und korrespondierender Autor: Hayden K. Taylor.
Wissenschaftliche
Veröffentlichung in Science 3'2019.
Kelly et al. Präsentierten eine andere Herstellungsmethode - den 3D-Druck durch Drehen eines Photopolymers in einem sich dynamisch entwickelnden Lichtfeld. Dies ermöglichte es ihnen, ganze komplexe Objekte in einer vollen Umdrehung des Gefäßes mit Photopolymer zu drucken, wodurch die Notwendigkeit einer schichtweisen Konstruktion umgangen wurde.
Die additive Fertigung nach dem neuen Verfahren verspricht geometrische Freiheit und die Möglichkeit, Materialien zu kombinieren, um eine Kombination verschiedener Eigenschaften in einem Teil zu erzeugen.
Die Entwickler demonstrierten das gleichzeitige Drucken aller Punkte in einem dreidimensionalen Objekt, indem sie ein rotierendes Volumen lichtempfindlichen Materials mit einem sich dynamisch entwickelnden Lichtmuster beleuchteten. Während der Tests wurden Elemente von nur 0,3 mm Größe in technischen Acrylatpolymeren und weichen Strukturen mit außergewöhnlich glatten Oberflächen in einem Gelatinemethacrylathydrogel erhalten.
„Die Tatsache, dass Sie eine Metallkomponente oder etwas aus einem anderen Herstellungsprozess nehmen und ein neues Teil mit benutzerdefinierter Geometrie hinzufügen können, kann meiner Meinung nach die Art und Weise verändern, wie Sie Produkte entwerfen.
Tatsächlich können Sie einen gewöhnlichen Videoprojektor mitnehmen, ihn buchstäblich von zu Hause mitnehmen, an einen Laptop anschließen und damit eine Reihe berechneter Bilder auf einen rotierenden zylindrischen Behälter mit einem dicken Photopolymerharz projizieren.Natürlich gibt es hier auch Feinheiten bei der Berechnung der projizierten Bilder, aber es wird keine wesentlichen Schwierigkeiten bei der Erstellung der Hardware geben “, sagte Taylor.
Taylor und das Team verwendeten den Drucker, um eine Reihe von Testobjekten zu erstellen - vom winzigen Modell der Rodin Thinker-Statue bis zum maßgeschneiderten Kiefermodell.
Derzeit können sie Objekte mit einem Durchmesser von bis zu 10 cm herstellen.
„Dies ist das erste Mal, dass wir keine dreidimensionalen Teile in Schichten erstellen müssen. Dies macht den 3D-Druck wirklich dreidimensional “, sagt Brett Kelly, Co-Autor des Papiers.
Für ihre neue Technologie formulierten die Forscher ein dickes sirupartiges Photopolymer, das nur bei einer genau definierten Intensität des einfallenden Lichts polymerisiert.
Das Harz für den 3D-Druck besteht aus flüssigen Polymeren, die mit lichtempfindlichen Molekülen und gelöstem Sauerstoff gemischt sind. Licht aktiviert eine lichtempfindliche Verbindung, die Sauerstoff verbraucht. Nur in Bereichen, in denen der gesamte Sauerstoff verwendet wurde, bilden Polymere Bindungen, die das Harz von flüssig in fest umwandeln. Nicht verwendetes Harz kann durch Erhitzen von Sauerstoff in einer Atmosphäre recycelt werden.
„Unsere Methodik erzeugt praktisch keinen Abfall und ungehärtetes Material kann zu 100% wiederverwendet werden“, sagt Hossein Heidari, Doktorand am Taylor Laboratory der University of California in Berkeley und Mitautor der Arbeit.
"Wir hoffen, dass dies vielen anderen Forschern auf diesem aufregenden Gebiet der Technik den Weg ebnet", sagte Maxim Shusteff, Ingenieur und Mitautor der Arbeit.
Dies ist eine dieser Ideen, die „in der Luft“ liegt, und es blieb nur eine Idee, bis diese Leute vermuteten, ein speziell geeignetes Fotopolymer herzustellen.
Das Detail der erhaltenen Proben ist noch nicht beeindruckend, aber die Methode selbst ist zumindest interessant. Es ist möglich, dass beim Empfang eines Photopolymers mit einer noch genaueren Übergangsgrenze (Chemiker haben hier ein Wort) sowie bei der Verbesserung der Bildberechnungsalgorithmen die Details der mit dieser Methode erstellten Drucke zunehmen.
Denken Sie, dass diese Methode für den 3D-Druck zu Hause verwendet werden kann? Wo wird es am meisten gesucht?
Wird es bald Serienmodelle von 3D-Druckern geben, die nach diesem Prinzip arbeiten? Würden Sie sich eins kaufen? Teilen Sie Ihre Meinung in den Kommentaren.