3d печать металлом без поддержки
Технологии 3d печати и работа с проводящими металлическими красками позволят создавать самые различные электронные и биомедицинские устройства. Это стало возможным благодаря работам представителей школы инженерных и прикладных наук, а также инженеров из Гарварда.
Благодаря новому методу появилась возможность работать с металлическим наполнителем не только при помощи лазерных 3d принтеров, что позволяет произвести печать объекта за один бесшовный заход. Также при этом не будут использоваться вспомогательные опоры, что отменяет дополнительную обработку по завершении печати. Исследование нового способа проводилось под строгим руководством доктора биологических наук Дженнифер Льюис (Jennifer Lewis).
«Это действительно большой шаг для нашей лаборатории. Новый способ позволяет печатать самые различные изделия прямо в воздухе начиная от гибких металлических электродов, заканчивая сложными объектами», — говорит Дженнифер.
Команда Льюис использовала чернила, состоящие из наночастиц серебра, которые подаются на специальное сопло. Затем, при помощи точно запрограммированного лазера производится накаливание материала до нужной температуры, после чего он практически моментально затвердевает. Сама головка способна перемещаться в различных направлениях по осям X, Y и Z, а также поворачиваться, чтобы создавать фигуры произвольной кривизны.
Благодаря этому можно создавать маленькие, полусферические и спиральные формы и даже объекты из серебряной проволоки, толщина которой будет меньше человеческого волоса, прямо в пространстве. При этом провода обладают отличным уровнем электропроводности, а это значит, что изделия могут использоваться в самых различных сферах.
По словам руководителей проекта, самым сложным этапом было регулирование расстояния между лазером и соплом.
«Если лазер будет находиться слишком близко, то нагретый материал будет периодически забивать сопло. Для решения этой проблемы мы разработали специальную модель переноса тепла, которая распределяет температуру по всему периметру нужного объекта, а это позволяет модулировать скорость печати при помощи смены расстояния между соплом и лазером. В итоге мы можем контролировать множество параметров прямо во время процесса печати», — рассказывает Марк Скайлар-Скотт (Mark Skylar-Scott).
Благодаря этому можно не только создавать округлые формы, но и острые углы, повороты и переходы, что открывает множество путей в использовании данного метода печати в области медицины.
«Этот сложный метод комбинации лазера и 3d технологий, позволяет максимально расширить возможности печати, увеличивая возможный ассортимент самой различной продукции, которая может быть максимально индивидуализирована под конкретного пользователя. Это новый мир, где ограничения могут быть преодолены при помощи инновационных технологий», — доктор медицинских наук, Дональд Ингбер (Donald Ingber).
