Onderzoekers van EPFL hebben een nieuwe, zeer nauwkeurige methode voor het 3D-printen van kleine, zachte voorwerpen. Het proces, die van start tot finish minder dan 30 seconden duurt, heeft potentiële toepassingen in een breed scala van gebieden, inclusief 3D bioprinten.

Het begint allemaal met een doorschijnende vloeistof. Vervolgens, als bij toverslag, donkere vlekken beginnen zich te vormen in de kleine, draaiende container totdat, amper een halve minuut later, het eindproduct krijgt vorm. Deze baanbrekende 3D-printmethode, ontwikkeld door onderzoekers van EPFL's Laboratory of Applied Photonics Devices (LAPD), kan worden gebruikt om minuscule objecten te maken met ongekende precisie en resolutie - en dat allemaal in recordtijd. Het team heeft zijn bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , en een spin-off, Gemakkelijk3D, is opgezet om het systeem te ontwikkelen en op de markt te brengen.

De technologie kan innovatieve toepassingen hebben op een groot aantal gebieden, maar de voordelen ten opzichte van bestaande methoden - de mogelijkheid om vaste delen met verschillende texturen af ​​te drukken - maken het bij uitstek geschikt voor geneeskunde en biologie. Het proces kan worden gebruikt, bijvoorbeeld, om zachte voorwerpen zoals weefsel, organen, gehoorapparaten en gebitsbeschermers.

"Conventionele 3D-printtechnieken, bekend als additieve fabricage, bouw onderdelen laag voor laag, " legt Damien Loterie uit, de CEO van Readily3D. "Het probleem is dat zachte voorwerpen die op die manier zijn gemaakt snel uit elkaar vallen." Bovendien, het proces kan worden gebruikt om delicate celbeladen steigers te maken waarin cellen zich kunnen ontwikkelen in een drukvrije 3D-omgeving. De onderzoekers werkten samen met een chirurg om 3D-geprinte slagaders te testen die met behulp van de techniek zijn gemaakt. "De proefresultaten waren buitengewoon bemoedigend, ’ zegt Loterie.

Verhard door licht

De nieuwe techniek is gebaseerd op de principes van tomografie, een methode die voornamelijk wordt gebruikt in medische beeldvorming om een ​​model van een object te bouwen op basis van oppervlaktescans.

De printer werkt door een laser door de doorschijnende gel te sturen—een biologische gel of vloeibaar plastic, zoals gevraagd. "Het draait allemaal om het licht, " legt Paul Delrot uit, Readily3D's CTO. "De laser hardt de vloeistof uit door een proces van polymerisatie. Afhankelijk van wat we bouwen, we gebruiken algoritmen om precies te berekenen waar we de stralen moeten richten, uit welke hoeken, en in welke dosis."

Het systeem is momenteel in staat om constructies van twee centimeter te maken met een nauwkeurigheid van 80 micrometer, ongeveer even groot als de diameter van een haarlok. Maar terwijl het team nieuwe apparaten ontwikkelt, ze zouden veel grotere objecten moeten kunnen bouwen, mogelijk tot 15 centimeter. "Het proces kan ook worden gebruikt om snel kleine siliconen- of acrylonderdelen te bouwen die na het afdrukken niet hoeven te worden afgewerkt, " zegt Christophe Moser, die aan het hoofd staat van de LAPD. Interieurontwerp zou een potentieel lucratieve markt kunnen zijn voor de nieuwe printer.