3D-printer Prindib Sama Kiiresti Kui Tindiprinter

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

3D-printerid, mis prindivad vähemalt millimeetrites, on juba kasutusel tööstuslikes tootmisprotsessides. Kuid paljud rakendused vajavad täpset mikromeetri mõõtkavas printimist ja märkimisväärselt suuremat printimiskiirust. Karlsruhe tehnoloogiainstituudi (KIT) teadlased on välja töötanud süsteemi, mida saab kasutada ülitäpsete, sentimeetri suuruste objektide printimiseks submikroniliste mõõtmetega detailidega enneolematu kiirusega. Nad tutvustavad seda süsteemi ajakirja Advanced Functional Materials spetsiaalses köites. (DOI: 10.1002 / adfm.201907795).

Uus maailmarekord püstitatud metamaterjaliga

Teadlased printisid 60-kuupmillimeetrise ruudustiku koos mikromeetri skaalaga detailideni, mis sisaldab enam kui 300 miljardit vokselit - voksel on piksli kolmemõõtmeline analoog 2D-printimisel. "Selle metamaterjali printimisega lööme üle 3D-trükitud lennuki tiibadega saavutatud rekordi - see on uus maailmarekord," selgitab professor Martin Wegener, kes on 3D tellimusel toodetud 3D klastri tippklassi (3DMM2O) pressiesindaja, mille süsteem töötati välja.

Seminari nipp

Seminar 3D-printimine otseses digitaalses tootmises tutvustab 3D-printimise tehnoloogiat, sobivust ja nõudeid ning annab osalejatele ülevaate arengutest, võimalustest ja piiridest.

Nii töötab 3D-süsteem

Seda tüüpi 3D-printimise korral läbib laseri valguse punkt vedeliku fotoresisti läbi arvuti juhtimise. Paljastatakse ja kõvendatakse ainult laseri fookuspunktis olev materjal. Siin asuvad tindiprinteri düüsidele vastavad fookuspunktid, erinevusega, et need töötavad kolmes mõõtmes.

See loob ülitäpse filigraanse struktuuri mitmesugusteks rakendusaladeks nagu optika ja fotoonika, materjaliteadus, biotehnoloogia või turvatehnoloogia. Siiani tootis üks laservalguslamp mitusada tuhat vokslit sekundis, mis oli peaaegu sada korda aeglasem kui graafiliste tindiprinterite puhul.

Kümme miljonit vokslit sekundis

KIT-i teadlaste väljatöötatud süsteemis jaguneb laserkiir spetsiaalse optika abil üheksaks osaliseks talaks. Need on koondatud ühte fookusesse. Kõiki üheksa osalist tala saab kasutada paralleelselt ja tänu täiustatud elektroonilisele juhtimisele saab neid ka varasemast palju kiiremini liigutada. Mõningate täiendavate tehniliste parandustega suudavad 3D-printimise teadlased saavutada printimiskiirust umbes kümme miljonit vokslit sekundis. See muudab süsteemi sama kiireks kui 2D graafiline tindiprinter.

Sellegipoolest jätkub teadus- ja arendustegevus KITis suure surve all. "Lõppude lõpuks ei taha 3D-printerid printida mitte ainult lehe ekvivalenti, vaid ka pakse raamatuid, " ütleb Hahn. Keemia areng oli selleks eriti vajalik, näiteks tuleks välja töötada tundlikumad fotoresistid, et oleks võimalik toota veelgi rohkem fookuspunkte sama laservõimsusega.