Drukowanie w technologii 3D to obecnie jedna z najszybciej rozwijających się branż. Jeszcze kilka lat temu wydawała się zbędną ciekawostką, a dzisiaj coraz więcej zakładów działających w tradycyjnych branżach zaczyna wdrażać ją do swoich warsztatów. Na popularności zyskują także budżetowe drukarki z segmentu konsumenckiego, które masowo kupują domowi majsterkowicze. Dzisiaj przyjrzymy się dwóm kolejnym innowacjom, którą przełożą się na zwiększenie jakości druku 3D.

PμSL, czyli mikrostereolitografia projekcyjna

Ta technologia o skomplikowanej nazwie to nic innego jak gigantyczne zwiększenie skali druku. Dzięki temu możliwe staje się drukowanie znacznie mniejszych obiektów przy jednoczesnej poprawie ich ogólnej jakości. Czym zatem jest rozdzielczość druku 3D? W dużym uproszczeniu jest to parametr, który odpowiada za dokładność drukarki. Wyrażany jest w postaci 3 wymiarów – szerokości, wysokości oraz głębokości. Rozdzielczość oznacza minimalny ruch głowicy, a co za tym idzie, wielkość drukowanej warstwy.

Podobnie jak w przypadku telewizorów, im większa rozdzielczość, tym mniejszy jest rozmiar pojedynczego pixela. Należy jednak pamiętać, że nie zawsze wyższa rozdzielczość oznacza druk lepszej jakości. Przykładowo drukarka o rozdzielczości wynoszącej 25 mikrometrów będzie musiała wykonać 4 razy więcej warstw niż sprzęt o dokładności 100 mikrometrów. Dlatego też, jeśli planujesz drukować duże elementy o stosunkowo prostych kształtach, to lepszym wyborem będzie niższa rozdzielczość, która zapewni szybszy druk. Natomiast w przypadku skomplikowanych geometrycznie kształtów wysoka rozdzielczość zapewni wyższą dokładność. Dodatkowo umożliwi ona również druk małych części w mikro skali.

Porównanie niskiej i wysokiej rozdzielczości oraz jej wpływu na dokładność druku.

Zespół naukowców, w skład którego wchodzą: Qi Ge, Zhiqin Li, Zhaolong Wang, Kavin Kowsari, Wang Zhang, Xiangnan He, Jianlin Zhou oraz Nicholas Xuanlai Fang opublikował swój referat dotyczący technologii PμSL na prestiżowym protalu naukowym IOPscience. Przedmiotem jego badania było określenie, czy ostatnie usprawnienia w tej dziedzinie mogą znaleźć zastosowanie w realnych aplikacjach. Pod lupę wzięte zostały drukarki żywiczne DLP oferujące rozdzielczość sięgająca aż 0,6 mikrometra. Jest to około 10 razy mniej niż przeciętna grubość ludzkiego włosa.

Do czego może się przydać tak niewielki rozmiar warstwy?

W referacie IOPscience możemy znaleźć szereg zastosowań w zależności od rozdzielności:

  • do druku części mechanicznych przydatne są rozdzielczości powyżej 150 mikrometrów,
  • do druku części do urządzeń biomedycznych (różnego rodzaju implanty oraz medycyna przyszłości) stosowane są rozdzielczości wynoszące około 50 mikrometrów,
  • przy produkcji mikromechanizmów przydadzą się rozdzielczości mniejsze niż 20 mikrometrów.
Źródło – IOPscience

Dodatkowo wysokie rozdzielczości pomogą tworzyć skomplikowane mechanizmy drukowane w technologii 4D. Jest to specjalny rodzaj druku, który pozwala na zmianę kształtu gotowej części pod wpływem ekspozycji na bodźce takie jak woda, temperatura, czy napięcie elektryczne.

Jeszcze trochę będziemy musieli poczekać

Niestety, technologia PμSL wymaga jeszcze wiele pracy. Obecnie głównym problemem jest rozdzielczość, ale tym razem nie drukarki, lecz samego projektu. W referacie został podany przykład druku na powierzchni 100 mm x 100 mm x 60 mm, przy rozdzielczości 1 mikrometra. Stworzenie gotowego do druku modelu przy użyciu dostępnych obecnie programów wymagałoby zapisania 2×1014 osobnych punktów współrzędnych. Plik zawierający taki projekt zajmowałby około 150 terabajtów danych. Dlatego też jasno widać, że dopóki nie zostanie opracowana inna forma oprogramowania do przetwarzania obrazów oraz zapisu współrzędnych, to PμSL będzie skazany na bycie tylko ciekawostką.