Additiv produksjon
DISH: Ny teknologi printer 3D-objekter på under 1 sekund
Den måten vi produserer objekter på gjennomgår for tiden en stille, men dyp transformasjon. I årevis har verden av 3D-utskriving vært definert av en langsom og stabil tilnærming. De fleste er kjent med synet av en printerdyse som beveger seg frem og tilbake, sakte deponerer lag etter lag av plast for å bygge et objekt fra bunnen og opp. Mens denne metoden har endret måten vi lager nye ideer på, har den alltid kjempet med et grunnleggende problem: den er usedvanlig langsom. Hvis du ønsker å lage noe med høy detalj, må du vente timer eller til og med dager, og hvis du prøver å øke farten, mister du presisjonen som gjør objektet nyttig.
En ny gjennombrudd 1 i et felt som kalles volumetrisk additiv produksjon er på vei til å endre dette. I stedet for å bygge et objekt lag for lag, har forskerne funnet en måte å skape hele objektet på en gang. Dette er ikke en gradvis prosess med stablete materialer; det er mer som et fotografi som kommer til live inne i en beholder med flytende harpiks. En ny utvikling kjent som Digital Inkoherent Synthese av Holografiske lysfelt, eller DISH, har presset denne teknologien til et punkt der komplekse objekter kan skapes på mindre enn en sekund.
Overvinning av begrensningene i tradisjonell volumetrisk utskriving
For å forstå hvorfor dette er et så stort sprang, hjelper det å tenke på begrensningene i nåværende teknologi. I standard volumetrisk utskriving er en beholder med flytende harpiks vanligvis rotert mens bilder projiseres inn i den fra forskjellige vinkler. Når lyset treffer væsken, utløser det en kjemisk reaksjon som omdanner væsken til en fast substans. Imidlertid kan rotering av beholderen skape fysiske problemer. Bevegelsen kan forårsake vibrasjoner som uskarper det endelige objektet, og den tunge harpisen kan forårsake at nydannede deler synker eller driver før de er fullstendig ferdige. Dette betød at forskerne måtte bruke svært tykke, sirupsaktige harpiser for å holde alt på plass, noe som begrenset typene materialer og objekter de kunne skape.
DISH-metoden løser dette ved å holde væsken perfekt stille. I stedet for å rotere prøven, bruker systemet en høyhastighets roterende periskop for å flytte lyset rundt beholderen. Denne periskopen fungerer i tandem med en sofistikert sett med digitale speil som kan endre formen på lyset tusenvis av ganger per sekund. Ved å bruke holografisk optimering, kan systemet sikre at lyset er perfekt fokusert, selv dypt inne i beholderen. Dette tillater en usedvanlig detaljgrad, med en stabil utskriftsoppløsning på omtrent nitten mikrometer som produseres over et relativt stort område. For perspektiv, er et menneskehår omtrent sytti mikrometer bredt.
Sammenligning av 3D-utskrivningsteknologier
| Egenskap | Tradisjonell lag-for-lag | DISH (Volumetrisk) |
|---|---|---|
| Utskriftshastighet | Langsom (Timer) | Ekstremt rask (0,6 sekunder) |
| Prøvestabilitet | Statiske plattform | Stasjonær beholder |
| Harpiskrav | Variabel | Fungerer med lav viskositet |
| Oppløsning | Begrenset av laghøyde | 19 Mikrometer uniform |
Industriell potensial og masseproduksjon
Denne teknologien er disruptiv fordi den broer gapet mellom laboratorieeksperimenter og virkelig masseproduksjon. Ved å integrere utskriftssystemet med en væskekanal, demonstrerte forskerne at de kunne utskrive et objekt, vaske det vekk og umiddelbart utskrive et annet i en kontinuerlig strøm. Dette flytter 3D-utskriving vekk fra å være et verktøy for å lage enkeltstående hobbyer og mot å være en livskraftig metode for industriell produksjon.
