Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке продемонстрировали экспериментальную лабораторную аддитивную систему по технологии селективного лазерного спекания полимерных порошков (SLS), способную печатать несколькими материалами одновременно. Рассказываем о том, как ученые перевернули 3D-принтер вверх тормашками.
От привычных SLS 3D-принтеров экспериментальная система отличается расположением лазерного излучателя. Ученые позаимствовали решение у некоторых стереолитографических систем и применили «перевернутую» схему с лазером под рабочей зоной. Слой порошка прессуется между стеклянным дном и субстратом, затем лазер спекает слой модели, после чего субстрат поднимается, наносится свежий слой порошка, и процесс повторяется снова и снова, до получения готовой модели.
К чему такие сложности? Исследователи указывают на пару плюсов. Во-первых, такой подход позволяет использовать несколько материалов в одном рабочем процессе: субстрат с уже нанесенными слоями можно просто переносить из одной емкости в другую и печатать следующий слой или часть последнего другим материалом. На иллюстрации выше показан пример, состоящий наполовину из нейлона и наполовину из полиуретана. В обычных SLS 3D-принтерах мультиматериальная печать затруднительна из-за смешивания порошков, хотя бельгийская компания Aerosint пытается решить эту проблему с помощью системы растрового нанесения двух или более материалов, причем сразу в двух направлениях — с использованием полимерных и металлических порошков (пример на иллюстрации ниже, см. материал по этой ссылке).
Во-вторых, привычная SLS 3D-печать не позволяет отслеживать состояние изделия непосредственно во время печати, так как заготовка похоронена в остаточном порошке. Здесь же брак можно выявлять прямо по мере появления. Ученые уже развивают идею, экспериментируя как с другими полимерами, так и с металлическими порошками.
«Эта технология может найти применение в 3D-печати встроенных электронных схем, электромеханических компонентов и даже компонентов роботов. Можно изготавливать детали машин из различных сплавов с градиентной структурой: например, лопатки турбин с сердечниками из одного материала и покрытиями из другого. Мы считаем, что благодаря возможности производства сложных деталей из нескольких материалов без необходимости в сборке эта технология расширит спектр применения лазерного спекания разными отраслями. Другими словами, это может стать ключом к переходу аддитивной индустрии от 3D-печати только пассивных однородных деталей к печати активных интегрированных систем», — прокомментировал один из авторов исследования, профессор факультета машиностроения и аналитики данных Ход Липсон.
Доклад научной команды опубликован по этой ссылке.
Источник: 3dtoday.ru
