De snelheid van het licht is gekomen voor 3D-printen. Ingenieurs van de Northwestern University hebben een nieuwe methode ontwikkeld die licht gebruikt om de 3D-printsnelheid en -precisie te verbeteren, terwijl ook:in combinatie met een uiterst nauwkeurige robotarm, bewegingsvrijheid bieden, roteer of verwijd elke laag terwijl de structuur wordt gebouwd.

De meeste conventionele 3D-printprocessen zijn gebaseerd op het repliceren van een digitaal ontwerpmodel dat in lagen wordt gesneden, waarbij de lagen worden afgedrukt en als een taart naar boven worden geassembleerd. De Northwestern-methode introduceert de mogelijkheid om het oorspronkelijke ontwerp laag voor laag te manipuleren en de afdrukrichting te draaien zonder het model opnieuw te maken. Deze "on-the-fly"-functie maakt het printen van meer gecompliceerde structuren mogelijk en verbetert de productieflexibiliteit aanzienlijk.

"Het 3D-printproces is niet langer een manier om alleen een replica van het ontworpen model te maken, " zei Cheng Sun, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan de McCormick School of Engineering van Northwestern. "Nu hebben we een dynamisch proces dat licht gebruikt om alle lagen samen te stellen, maar met een hoge mate van vrijheid om elke laag onderweg te verplaatsen."

Sun leidde het onderzoek, die op de kruising ligt van twee van zijn belangrijkste aandachtsgebieden:nanofabricage en optica. De studie werd vandaag (3 februari) gepubliceerd door het tijdschrift Geavanceerde materialen .

In de krant, de onderzoekers demonstreren verschillende toepassingen, inclusief 3D-printen van een op maat gemaakte vasculaire stent en printen van een zachte pneumatische grijper gemaakt van twee verschillende materialen, een harde en een zachte. Een dubbele helix en een kleine Eiffeltoren zijn twee andere gedrukte voorbeelden in de studie.

Het Northwestern-proces maakt gebruik van een robotarm en een vloeibaar fotopolymeer dat wordt geactiveerd door licht. Geavanceerde 3D-structuren worden uit een bad van vloeibare hars getrokken door een uiterst nauwkeurige robot met verbeterde geometrische complexiteit, efficiëntie en kwaliteit in vergelijking met het traditionele drukproces. De arm wordt gebruikt om de drukrichting dynamisch te veranderen.

"We gebruiken licht om de productie te doen, Sun zei. "Als je licht op het vloeibare polymeer laat schijnen, verknoopt het. of polymeriseren, het omzetten van de vloeistof in een vaste stof. Dit draagt ​​bij aan de snelheid en precisie van ons 3D-printproces - twee grote uitdagingen waarmee conventioneel 3D-printen wordt geconfronteerd."

Het continue afdrukproces kan 4 afdrukken, 000 lagen in ongeveer twee minuten.

"Dit is een heel snel proces, en er is geen onderbreking tussen de lagen, " zei Sun. "We hopen dat de maakindustrie er voordeel uit zal halen. De algemene drukmethode is compatibel met een breed scala aan materialen."

Kijkend naar de toekomst, Sun zei dat dit drukproces kan worden toegepast op andere additieve en traditionele subtractieve productieprocessen, een brug slaan naar een echt hybride proces.

De titel van het artikel is "Conformal Geometry and Multimaterial Additive Manufacturing through Freeform Transformation of Building Layers."