Northwestern: метод DIAL печатает кольчугу из густых чернил за 30 минут вместо 124 при экструзии
Инженеры Northwestern University совместили узорчатый свет и пастообразные чернила. В тесте пористая решётка напечатана за 30 минут против 124 при экструзии, стенки тоньше.
Инженеры Northwestern University разработали метод 3D-печати, который строит сложные сцепленные структуры из густых чернил быстрее обычной экструзионной печати, сообщает knowridge.com knowridge.com
knowridge.comknowridge.comОткрыть источник ↗. Авторы описали технику в журнале Science Advances. Она называется direct ink additive lithography, или DIAL.
Существующие принтеры часто вынуждают искать компромисс между скоростью, тонкостью деталей и выбором материала. Световые системы работают быстро, но многим нужны жидкие смолы, а принтеры, выдавливающие густые материалы, обычно строят объект медленно, линия за линией. DIAL объединяет черты обоих подходов: густые чернила разравниваются в тонкие слои, а выбранные участки отверждаются светом.
Как работает DIAL
Длинное узкое сопло наносит чернила на плоскую поверхность. Лезвие разравнивает их в слой толщиной около 50 микрометров, а проектор подаёт рисунок, который отверждает только нужные для этого сечения участки. Процесс повторяется слой за слоем.
Поскольку весь рисунок отверждается одновременно, соплу не нужно прорисовывать каждую тонкую линию, и его размер не задаёт прежнего предела детализации knowridge.com
knowridge.comknowridge.comОткрыть источник ↗. Чернила рассчитаны так, чтобы течь под нажимом лезвия и снова густеть, когда нагрузка снята. Поэтому неотверждённые чернила удерживают тонкие нависающие элементы, и временные поддержки, которые потом приходится срезать, нужны реже.
После печати излишки чернил смывают, а материал, оставшийся на рабочей поверхности, можно собрать для повторного использования.
Результаты испытаний и чернила
При прямом сравнении DIAL напечатал одну пористую решётчатую деталь за 30 минут, тогда как обычной экструзии потребовалось 124 минуты. Стенки решётки получились толщиной около 150 микрометров — тоньше, чем смог воспроизвести экструзионный подход в сравнении. Команда показала решётки и структуры, похожие на кольчугу, звенья которых могут двигаться друг относительно друга.
Исследователи также проверили функциональные чернила, в том числе материал, переносящий ионы, для возможных накопителей энергии и богатые водой гели для биомедицинских инструментов knowridge.com
knowridge.comknowridge.comОткрыть источник ↗. Это были демонстрации печатаемых структур, а не готовые батареи или клинически испытанные имплантаты.
DIAL печатал несколько объектов одновременно и сочетал разные чернила в последовательных слоях. Насколько широко метод масштабируется и какие специальные материалы подойдут лучше всего, ещё предстоит определить.
