Немецкая компания Xolo представила новую технологию объёмной 3D-печати и первый принтер, который создает объекты почти мгновенно.
В отличие от существующих методик 3D-печати, где создание детали происходит послойно, объемная 3D-печать – это совершенно новая концепция, в которой объект создается практически одномоментно.
Вместо того, чтобы строить объект слой за слоем, когда световые проекции детали накладываются друг на друга во вращающемся чане с прозрачной смолой, кристаллизуя каждое сечение или один кирпичик будущей детали за другим (воксель за вокселем), новая технология, условно говоря, создает все слои сразу.
Xolo – одна из немногих компаний, разрабатывающих объемные 3D-принтеры, наряду с учеными из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора и Калифорнийского университета в Беркли, которая первой добилась значительных успехов в этой сфере.
Их процесс, называемый «ксолография» (xolography), представляет собой двухфотонный (двухлучевой) метод индуцирования точечной полимеризации путём пересечения световых пучков разных длин волн. При этом для создания трехмерного объекта пучки света одномоментно ударяют во все точки будущего предмета по всей его глубине, а не в одной какой-то его плоскости. Иными словами, внутри полимера создается голографическое изображение объекта, подсветка которого фоновым излучением инициирует процесс отверждения смолы.
Хотя описание выше может показаться простым, объемная 3D-печать невероятно трудна из-за сложностей оптики, химии и температур. Все это должно быть в идеальном балансе, чтобы все элементы детали правильно сформировались.
По сравнению с современными методами объемной печати этот метод имеет разрешение примерно в десять раз выше, чем компьютерная осевая литография, и скорость генерации объема на четыре-пять порядков выше, чем двухфотонная фотополимеризация.
Для демонстрации своей концепции немецкие ученые создали принтер объемной 3D-печати – Xube.
Это довольно небольшое устройство, объем создаваемых объектов всего 50х70х90 мм, что примерно соответствует размерам типичных 3D-принтеров, используемых в ювелирной промышленности. Он включает в себя 405-нм лазеры и DPL проектор ультравысокого разрешения – 0.03 мм по осям X/Y и 0.05 мм по оси Z.
«Типичное время печати Xube, – пишут разработчики, – составляет от 20 секунд до 5 минут».
Традиционные процессы 3D-печати намного медленнее. Так для печати объекта высотой 90 мм обычный принтер из жидкокристаллической смолы тратит 90 и более минут!
Конечно, Xube ещё не подходит для промышленного аддитивного производства, но и продавать его пока планируют только исследовательским и академическим центрам. Это такой способ усовершенствовать технологию и восполнить производственные пробелы. Что вполне понятно, поскольку ксолография настолько нова, настолько отличается, что требует особого внимания людей, которые могут понять, что происходит внутри этого прибора.
Детали своего открытия ученые опубликовали в журнале Nature.
