یک فرآیند پرینت سه بعدی با سرعت بالا بر اساس امواج صوتی « Fabbaloo

یک روش کاملاً جدید و فوق العاده سریع برای پرینت سه بعدی ایجاد شده است که مبتنی بر صدا است: HDSP.

محققان قبلاً توانایی صدا برای انجام واکنش های شیمیایی را کشف کرده بودند. این فرآیند حول محور کاویتاسیون می چرخد، پدیده ای که زمانی رخ می دهد که نوسانات با فرکانس بالا (صدا) به یک سیال وارد می شود. حفره ها حباب هایی ایجاد می کنند، بسیار شبیه به اینکه اگر یک ملخ با سرعت بالا در آب ایجاد شود، می بینید.

با تنظیم دقیق نوسان، می توان در هنگام فروپاشی حباب ها گرمای شدید ایجاد کرد. از این گرما می توان برای انواع فرآیندهای شیمیایی از جمله پلیمریزاسیون رزین استفاده کرد. این فرآیند واکنش سونوشیمیایی نامیده می شود.

اکنون که واکنش های سونوشیمیایی را درک می کنیم، می توان به راحتی تصور کرد که چگونه می توان آن را به یک چاپگر سه بعدی تبدیل کرد: یک سر ابزار یک نقطه کانونی صوتی با فرکانس مناسب تولید می کند و در مقداری رزین برای ساخت یک شی جابجا می شود.

این بسیار جالب است، اما محققان بسیار بسیار فراتر رفتند. آنها به جای داشتن یک نقطه کانونی با سر ابزار، یک هولوگرام صوتی تولید کردند. این فرآیند «HDSP» نامیده می شود که چاپ صدای مستقیم هولوگرافیک است.

هولوگرام یک الگوی سه بعدی از فرکانس های مختلف صدا است که در فضای سه بعدی ایستا است. این امر باعث می شود رزین در هر نقطه از هولوگرام که فرکانس مناسبی دارد جامد شود. به عبارت دیگر، جسم به یکباره در سه بعد تشکیل می شود.

این کاملاً متفاوت از فرآیندهای معمولی چاپ سه بعدی لایه به لایه است که در تولید اشیا بسیار کند هستند. چاپ سه بعدی حجمی تا حدودی شبیه به HDSP است، اما از پرتوهای نور استفاده می کند. در یک لحظه بیشتر در این مورد

محققان نمونه اولیه دستگاهی را ساختند که HDSP را پیاده سازی می کند و توانستند توانایی آن را در تولید اجسام جامد نشان دهند. به نظر می رسد که حجم ساخت نمونه اولیه آن ها تا حدودی کم بوده است، بنابراین رویکرد آن ها این بود که یک بازوی روباتی مواد جامد شده را از حجم ساخت بیرون بکشد، همانطور که در این ویدیو نشان داده شده است:

این فرآیند بسیار سریع است و اشیایی را بدون خطوط لایه تولید می کند. دیوار کوچک پرینت سه بعدی زیر، 15 در 20 میلی متر، در دهه 30-90 تولید شد.

محققان HDSP را عمیقا بررسی کردند و پارامترهای مختلف چاپ از جمله توان صوتی، فرکانس، دوره های پالس و موارد دیگر را تعیین کردند. همه اینها با پارامترهای مورد استفاده در سایر فرآیندهای چاپ سه بعدی کاملاً متفاوت است.

یکی از مزیت های بزرگ HDSP این است که مانند SLS قادر است چندین شی را در حجم ساخت چاپ کند. این به این دلیل است که کل محفظه ساختمان به یکباره چاپ می شود و نیازی به سازه های پشتیبانی نیست. نسخه های تجاری آینده HDSP به طور بالقوه می توانند دارای توان عملیاتی بالایی باشند.

امواج صوتی بر خلاف امواج نوری می توانند از مواد مات عبور کنند. این بدان معنی است که می توان در رزین هایی که مات هستند و به طور بالقوه حاوی مواد افزودنی هستند، امکان چاپ برای ارائه طیف گسترده ای از خواص مهندسی وجود دارد.

یکی دیگر از قابلیت های باورنکردنی HDSP این است که چون امواج صوتی می توانند از میان اجسام جامد عبور کنند، حتی می توان با ارسال هولوگرام صوتی به آن فضا، «پشت دیوار» را چاپ کرد. به عنوان مثال، تصور کنید که رزینی را در قالبی به اندازه دیوار بریزید و سپس هولوگرام را فعال کنید تا رزین به شکل یک الگو جامد شود. سپس رزین باقی مانده تخلیه می شود و دیواره جدا می شود تا یک جسم پیچیده بزرگ نمایان شود.

همچنین امکان چاپ در چندین متریال وجود دارد. سناریوی بالا را دوباره تصور کنید، اما پس از تخلیه، رزین دوم و متفاوتی در آن ریخته می شود. سپس یک الگوی هولوگرافی دوم برای جامد کردن ماده دوم فعال می شود. تا زمانی که رزین بتواند به مکان های مورد نیاز جریان یابد، این می تواند برای مواد مورد نیاز ادامه یابد.

توسعه HDSP یک نقطه عطف مهم در فناوری چاپ سه بعدی است. در حالی که فقط در مرحله تحقیق است، اما آنقدر امیدوارکننده است که مطمئن هستم در آینده نزدیک تجاری خواهد شد.

از طریق طبیعت