3D-Druck ist eine der beliebtesten Methoden, um unter Forschern und Ingenieuren einzigartige Ideen zu entwickeln und zu konstruieren. Der Prozess erweitert die Möglichkeiten, die ein Team schaffen kann, indem traditionelle Einschränkungen beseitigt werden. Dies ist jedoch einer der am häufigsten genannten Nachteile des 3D-Drucksist, dass es unglaublich zeitaufwändig ist. Abhängig von der Größe und Komplexität eines Designs kann es Stunden oder sogar Tage dauern, bis ein einzelnes Teil vollständig gedruckt ist.
Ein Forschungsteam versucht, die Wartezeit für Projekte mithilfe von hologrammartigen Renderings zu verkürzen. Eine Gruppe aus Lawrence Livermore National Lab hat sich mit einem Team an der UC Berkeley, der University of Rochester und dem MIT zusammengetan, um die superschnelle 3D-Druckstrategie zu erstellen. Einfach ausgedrückt, drei Laserstrahlen überlappen sich, um die Geometrie eines Objekts aus drei verschiedenen Richtungen zu definieren. Dadurch wird ein 3D-Bild in der Schwebe erstelltin einem Bottich aus lichtempfindlichem Harz.
Dann bleibt ein Laserlicht gerade lange genug an, um die Form auszuhärten. Überschüssiges Harz wird abgelassen und es bleibt eine vollständig geformte 3D-Form übrig.
"Die Tatsache, dass Sie vollständig 3D-Teile in einem Schritt erstellen können, überwindet wirklich ein wichtiges Problem in der additiven Fertigung", sagt der LLNL-Forscher Maxim Shusteff. "Wir versuchen, gleichzeitig eine 3D-Form zu druckenDas eigentliche Ziel dieses Papiers war die Frage: "Können wir beliebige 3D-Formen auf einmal erstellen, anstatt die Teile schrittweise Schicht für Schicht zusammenzusetzen?" Es stellt sich heraus, dass wir dies können. "
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass der Prozess erheblich schneller ist als andere Druckverfahren auf Polymerbasis und schneller als fast alle anderen additiven Herstellungsverfahren in Fabriken.
"Es ist eine Demonstration der nächsten Generation der additiven Fertigung" sagt LLNL-Ingenieur Chris Spadaccini . "Die meisten 3D-Druck- und additiven Fertigungstechnologien bestehen entweder aus einer eindimensionalen oder einer zweidimensionalen Einheitsoperation. Dadurch wird die Fertigung auf eine vollständig 3D-Operation umgestellt, die zuvor noch nicht durchgeführt wurde. Die potenziellen Auswirkungen auf den Durchsatz können enorm seinWenn du es gut kannst, kannst du immer noch viel Komplexität haben. "
Bisher hat das Team Ebenen, Streben und Balken gedruckt - alle in komplexen Winkeln und mit einzigartigen Krümmungen. Shusteff stellte fest, dass der konventionelle 3D-Druck zwar keine Strukturen überspannen kann, die ohne Unterstützung durchhängen könnten, der Volumendruck jedoch gekrümmte erzeugen kannOberflächen ohne Schichtung von Artefakten.
"Dies ist möglicherweise die einzige Möglichkeit, AM durchzuführen, für die keine Überlagerung erforderlich ist."
"Dies ist möglicherweise die einzige Möglichkeit, AM durchzuführen, für die keine Überlagerung erforderlich ist", sagte Shusteff. "Wenn Sie sich von der Überlagerung lösen können, haben Sie die Möglichkeit, Grate und Richtungseigenschaften zu entfernenTeile werden gleichzeitig geformt, sie haben keine Oberflächenprobleme. "
Das Team räumt ein, dass das Projekt seine Grenzen hat. Aufgrund der Balkenplatzierung gibt es bestimmte Komplexitätsbeschränkungen hinsichtlich der Detailgenauigkeit der Balken. Es müssen auch noch Verbesserungen hinsichtlich des Harzes vorgenommen werden, um besser basteln zu könnendie Strukturen.
"Wenn Sie das Licht zu lange eingeschaltet lassen, beginnt es überall zu heilen, daher gibt es ein Zeitspiel", sagte Spadaccini. "Ein Großteil der Wissenschaft und Technik findet heraus, wie lange Sie es eingeschaltet lassen können und mit welcher Intensitätund wie das mit der Chemie koppelt. "
Die Forscher hoffen, dass diese neue Art des Drucks andere Innovatoren dazu inspirieren wird, andere Materialien anzuwenden.
"Ich hoffe, dies wird andere Forscher dazu inspirieren, andere Wege zu finden, dies mit anderen Materialien zu tun", sagte Shusteff. "Es wäre ein Paradigmenwechsel."