DISH: טכנולוגיה חדשה מדפיסה אובייקטים בתלת-מימד בפחות משנייה אחת

הדרך בה אנו מייצרים אובייקטים עוברת כרגע מהפכה שקטה אך עמוקה. במשך שנים רבות, עולם ההדפסה בתלת-מימד הוגדר על ידי גישה איטית ויציבה. רוב האנשים מכירים את המראה של חריר ההדפסה הנע בתנועה היסטרית, באיטיות מפקיר שכבה אחר שכבה של פלסטיק כדי לבנות אובייקט מהתחתון למעלה. בעוד ששיטה זו שינתה את הדרך בה אנו מייצרים רעיונות חדשים, היא תמיד התמודדה עם בעיה יסודית: היא איטית באופן בלתי נסבל. אם אתה רוצה ליצור משהו עם רמת פרטים גבוהה, אתה צריך לחכות שעות או אפילו ימים, ואם אתה מנסה להאיץ את זה, אתה מאבד את הדיוק שהופך את האובייקט לשימושי.

פריצת דרך חדשה בתחום הידוע בשם ייצור תוספתי וולומטרי מעמידה לנו אתגר זה. במקום לבנות אובייקט שכבה אחר שכבה, המדענים מצאו דרך ליצור את האובייקט כולו בבת אחת. זוהי לא תהליך הדרגתי של ערימת חומרים; זה יותר כמו צילום שנהיה חי בתוך מיכל של חומר מגובש. פיתוח אחרון הידוע בשם דיגיטאל ינקוהרנט סינתזה חולוגרפית של שדות אור, או DISH, דחף את הטכנולוגיה הזו לנקודה בה אובייקטים מורכבים יכולים להיווצר בפחות משנייה אחת.

גישור על המגבלות של הדפסה וולומטרית מסורתית

כדי להבין למה זה קפיצת מדרגה כל כך משמעותית, עוזר לחשוב על המגבלות של הטכנולוגיה הנוכחית. בהדפסה וולומטרית סטנדרטית, מיכל של חומר מגובש מסתובב בדרך כלל בעוד שתמונות מוקרנות לתוכו מזוויות שונות. כאשר האור פוגע בנוזל, הוא גורם לתגובה כימית שהופכת את הנוזל למוצק. הבעיה היא שהסיבוב של המיכל יוצר בעיות פיזיקליות. התנועה יכולה לגרום לרעידות שמטשטשות את האובייקט הסופי, והחומר המגובש הכבד יכול לגרום לחלקים החדשים שנוצרו לשקוע או לנוע לפני שהם מושלמים. זה אמר את החוקרים היו צריכים להשתמש בחומרים מגובשים מאוד סירופיים כדי לשמור הכל במקום, מה שהגביל את סוגי החומרים והאובייקטים שהם יכלו ליצור.

שיטת DISH פותרת את הבעיה הזו על ידי כך שהיא שומרת על הנוזל במצב שקט מוחלט. במקום לסובב את הדגימה, המערכת משתמשת בפריסקופ מסתובב במהירות גבוהה כדי להזיז את האור סביב המיכל. הפריסקופ הזה עובד בצמד עם סט מתוחכם של מראות דיגיטליות שיכולות לשנות את צורת האור אלפי פעמים בשנייה. על ידי שימוש באופטימיזציה הולוגרפית, המערכת יכולה לוודא שהאור ממוקד באופן מושלם אפילו עמוק בתוך המיכל. זה מאפשר רמת פרטים יוצאת דופן, עם רזולוציה יציבה של כ-19 מיקרומטרים המיוצרת באזור יחסית גדול. לשם השוואה, שערה אנושית היא בערך 70 מיקרומטרים ברוחב.

השוואה בין טכנולוגיות הדפסה בתלת-מימד

פוטנציאל תעשייתי וייצור המוני

טכנולוגיה זו מהפכנית מכיוון שהיא גושרת על הפער בין ניסויים מעבדתיים לייצור המוני בעולם האמיתי. על ידי אינטגרציה של מערכת ההדפסה עם תעלת נוזל, החוקרים הדגימו שהם יכולים להדפיס אובייקט, לשטוף אותו, ולהדפיס מיד אובייקט אחר בזרימה רציפה. זה מעביר את ההדפסה בתלת-מימד מכלי ליצירת חובבנים לשיטה תקפה לייצור תעשייתי.

היישומים הפוטנציאליים למהירות ולדיוק האלה הם רחבים ומשתרעים על פני תעשיות קריטיות רבות:

• מקצועות רפואיים יכולים להשתמש בזה כדי להדפיס שתלים דנטליים אישיים או מכשירי שמיעה בזמן שלוקח למטופל לסיים שיחה קצרה.
• חוקרים ביולוגיים יכולים להדפיס סקאפולדים עדינים לתאים אנושיים באמצעות הידרוגלים רכים שהיו בדרך כלל רכים מדי לשיטות הדפסה מסורתיות.
• חברות תרופות יכולות להשתמש בטכנולוגיה זו כדי להדפיס אלפי מבנים מורכבים קטנים לבדיקות תרופות, מה שמאפשר להן לראות כיצד תרופות חדשות מינראליות עם צורות תלת-ממדיות במהירות הרבה יותר מבעבר.
• מהנדסים בתעשיית האופטיקה יכולים להדפיס עדשות קטנות ורכיבי הנחיה אור לטלפונים חכמים וחיישנים עם כמעט שום עיבוד לאחר ההדפסה.
•