Развитие технологий 3D-печати в последнее время демонстрирует огромный потенциал. Этот процесс помог создать прототипы и детали в различных критически важных отраслях промышленности. Технология значительно сократила количество отходов и время производства, повысив при этом гибкость и экономическую эффективность. Однако многим деталям, напечатанным методом 3D-печати, не хватает прочности.
Стремясь решить эту проблему, группа исследователей из Сандийской национальной лаборатории (SNL) разработала новый процесс печати, который позволяет создавать более прочные неметаллические детали в рекордные сроки, в пять раз быстрее, чем традиционные методы 3D-печати. Команда утверждает, что новый процесс открывает совершенно новый мир того, что можно создавать и для чего можно использовать 3D-материалы.
Наиболее часто используемая чановая 3D-печать обычно достигается путем освещения чана со светочувствительной жидкой смолой в соответствии с желаемым рисунком. Смола затвердевает и превращается в полимерный слой, когда на него попадает свет из-под чана. Чтобы нанести следующий слой, затвердевший полимер приподнимают, и под ним проецируется новый рисунок. Одна из проблем заключается в том, что при застывании полимер прилипает ко дну чана и слою над ним.
По словам исследователей, чтобы избежать повреждений, отвержденный полимер необходимо аккуратно извлекать из чана после каждого слоя, что значительно замедляет процесс 3D-печати. Команда сравнивает этот процесс с выпечкой печенья.
Ученые разработали инновационный подход к охлаждению вещества после запекания, используя комбинацию двух специфических источников света: синего и ультрафиолетового. Вдохновившись такими методами, как печать светом двойной длины волны для полимеризации на основе акрила и непрерывная печать на жидком интерфейсе, группа разработала этот метод.
Исследователи успешно применили эту технику при создании Selective Dual-Wavelength Olefin Metathesis 3D-Printing (SWOMP). Команда также сосредоточилась на универсальности материалов для 3D-печати. Не самый прочный материал, акрил является основой для большинства печатных материалов, созданных методом полимеризации в чане. Эти материалы очень сложно использовать в суровых условиях, таких как аэрокосмическая, автомобильная и авиационная промышленность.
Команда рассмотрела дициклопентадиен - вещество, часто используемое в производстве красок, лаков и пластиковых огнезащитных материалов. Чтобы заставить его лучше работать в 3D-печати, они придумали, как использовать свет для более быстрой полимеризации. "Мы заменили строительные блоки материалов с акриловых на олефиновые. Это позволяет нам печатать материалы, которые намного прочнее", - говорит Легуизамон.
Исследователи ожидают, что мир 3D-печати откроется благодаря их революционной технологии печати. Их главная цель - увеличить разнообразие доступных материалов, чтобы инженеры, исследователи и дизайнеры могли выбрать тот материал, который лучше всего подходит для их нужд. Группа также планирует, что в будущем 3D-печать будет доступна и в отдаленных районах.