Wszyscy słyszeliśmy o drukowaniu przy pomocy filamentu. A co gdyby można było robić to nieco inaczej?

Żywica oraz jej nadmierne marnowanie

Drukowanie przy pomocy żywicy staje się z roku na rok coraz popularniejsze. Odpowiednio skonfigurowana drukarka tego typu zapewnia niemal idealną jakość tworzonych części. Drukowanie żywicą polega na wlaniu do drukarki specjalnego roztworu, który twardnieje podczas naświetlania promieniowaniem UV. Eliminuje to charakterystyczne ślady po nakładaniu kolejnych warstw filamentu, które mają miejsce podczas klasycznego procesu stereolitografii.

Niestety, metoda ta posiada też spore wady, a główną z nich jest duże marnotrawstwo materiału. Przed rozpoczęciem drukowania konieczne jest wlanie dużej ilości żywicy do specjalnego pojemnika, w którym zanurzone będzie łoże samej drukarki. Ze względu na specyfikę tej technologii konieczne jest wlanie dużo większej ilości materiału, niż wymaga tego objętość drukowanego elementu, co powoduje spore straty.

Firmy produkujące żywiczne drukarki cały czas w pocie czoła pracują nad optymalizacją procesu druku tak, aby jak najbardziej zwiększyć jego efektywność. Niestety, do tej pory były to tylko nieznaczne usprawnienia. Dużą rewolucją może okazać się innowacyjna metoda druku 3D z jednej kropli żywicy opracowana wspólnymi siłami przez naukowców w składzie: Yu Zhang, Zhichao Dong, Chuxin Li, Huifeng Du, Nicholas X. Fang, Lei Wu oraz Yanlin Song.

Kropla drąży skałę

Jak zatem w praktyce wygląda taki druk? W pierwszej kolejności odpowiednio obliczona ilość żywicy nakładana jest do obszaru roboczego drukarki. Jest on całkowicie przeźroczysty, a zaraz pod nim ulokowana jest ruchoma lampa UV. Następnie bezpośrednio na kroplę opuszczane jest łoże drukujące. W wyniku reakcji chemicznej żywica zaczyna przylegać do łoża, a drukarka zaczyna stopniowo i bardzo powoli podnosić się do góry.

Źródło: nature.com

Jednocześnie podczas tej czynności kropla naświetlana jest promieniowaniem UV, które zapewnia twardnienie żywicy. W zależności od wychylenia oraz stopnia skoncentrowania wiązki UV możliwe jest nadawanie określonego kształtu drukowanemu elementowi. Co w tym najlepsze? W takim wypadku praktycznie wcale nie występują straty materiału, a drukowany element charakteryzuje się fenomenalną jakością.

Gdzie najbardziej sprawdzi się taka technologia?

Zastosowania żywicznego druku 3D metodą „kropelkową” są bardzo szerokie. Obecnie ciężko nawet mówić o fazie prototypowej, a co dopiero fazie produkcyjnej, ale już widać rosnące zainteresowanie narzędziami tego typu. Niestety, metoda ta posiada również pewne ograniczenia, które wynikają z samego kształtu bazowego kropli. W taki sposób mogą być drukowane głównie stosunkowo niskie elementy podłużne oraz stożkowe.

Źródło: nature.com

Co więc można tak wydrukować? Zęby. No, nie do końca prawdziwe zęby, ale implanty. Obecne ceny sztucznego uzębienia są bardzo wysokie, głównie ze względu na skomplikowany kształt. Druk 3D może ułatwić cały proces produkcyjny, dzięki czemu stomatolodzy będą ponosić dużo niższe koszty.