3D-Druck 100-mal schneller mit Harz
Sind Sie alt genug, um sich an die Geschwindigkeitssteigerung zu erinnern, als Sie zum ersten Mal von einem Nadeldrucker auf einen Laserdrucker umgestiegen sind? Wie wäre es, als Sie vom DFÜ-Internet auf Breitband umgestiegen sind? Der 3D-Druck könnte dank bahnbrechender Forschung der University of Michigan bald einen ähnlich seismischen Geschwindigkeitsschub erfahren.
Dort haben Forscher ein neues 3D-Druckverfahren erfunden, das bis zu 100-mal schneller ist als herkömmliche 3D-Druckverfahren. Dies könnte sich möglicherweise als transformativ für den Einsatz der additiven Fertigung bei Großserien im Gegensatz zu einmaligen Prototypen erweisen.
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„Wir haben die Fähigkeit demonstriert, flüssiges Harz mit einer Lichtwellenlänge auszuhärten und gleichzeitig das Aushärten des Harzes durch Überlagerung von Licht einer anderen Wellenlänge zu verhindern.“ Timothy Scott, außerordentlicher Professor für Chemieingenieurwesen an der University of Michigan, sagte gegenüber Digital Trends.
Der Ansatz der Forscher zum 3D-Druck ist eine Variation der herkömmlichen Methode der Stereolithographie (SLA). Das 3D-Druckverfahren Dabei wird ein zweidimensionales Bild auf ein photoreaktives flüssiges Harz projiziert, um eine definierte feste Schicht zu erzeugen. Diese können dann zu einem dreidimensionalen Objekt gestapelt werden. Leider, so die Forscher, kann SLA beim Drucken „schmerzlich langsam“ sein. Dies ist auf einen Trenn- und Neufüllschritt zurückzuführen, der mit dem Aushärten jeder Schicht einhergeht.
Bei dem neuen Ansatz haben die Forscher jedoch herausgefunden, wie sie mit zwei Lichtern steuern können, wo das Harz aushärtet und wo es flüssig bleibt. Dies ermöglicht die Verfestigung von Harzen zu komplexeren Mustern – einschließlich der Herstellung einer 3D-Skulptur in nur einem einzigen Schuss statt einer Reihe von 2D-Querschnittsschichten.
„[Um diese Einschränkung zu beheben,] haben wir unseren Dual-Wellenlängen-Ansatz angewendet, bei dem ein Lichtstrahl verwendet wurde, um zu verhindern, dass sich das Harz auf der Oberfläche verfestigt Projektionsfenster, während der zweite Lichtstrahl tiefer in die Flüssigkeit eindringen kann und das Harz vom Fenster weg verfestigt [wo das Licht tritt ein]“, Mark Burns, der T.C. Chang, Professor für Ingenieurwissenschaften an der University of Michigan, erzählte es uns. „Dieser Prozess hinterlässt Flüssigkeit im Spalt zwischen dem verfestigten Teil und dem Projektionsfenster und beseitigt das Der zeitaufwändige Trenn- und Nachfüllschritt entfällt und ermöglicht so ein kontinuierliches Drucken mit sehr hoher Geschwindigkeit Geschwindigkeiten.“
Scott sagte, dass der nächste Schritt in der Forschung darin bestehe, die Harzpalette um verschiedene zu erweitern Chemie und verbesserte mechanische und thermische Eigenschaften, um einen maßstabsgetreuen, hochauflösenden Prototypen zu bauen Drucker. „Ich halte die Wahrscheinlichkeit einer Kommerzialisierung für sehr hoch“, sagte er. Tatsächlich ist der Wert so hoch, dass die Forscher derzeit dabei sind, ein Startup auf Basis der Technologie zu gründen.
Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
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