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

یک روش کاملاً جدید و فوق‌العاده 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. حفره‌ها حباب‌هایی ایجاد می‌کنند، بسیار شبیه به اینکه اگر یک ملخ با سرعت بالا در آب ایجاد شود، می‌بینید.

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 واکنش‌های سونوشیمیایی را درک می‌کنیم، می‌توان به راحتی تصور کرد که چگونه می‌توان آن را به یک چاپگر سه بعدی تبدیل کرد: یک سر ابزار یک نقطه کانونی صوتی با فرکانس مناسب تولید می‌کند و در مقداری رزین برای ساخت یک شی جابجا می‌شود.

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 می‌شود 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 می‌رسد که حجم ساخت نمونه اولیه آن‌ها تا حدودی کم بوده است، بنابراین رویکرد آن‌ها 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 قابلیت‌های باورنکردنی HDSP این است که چون امواج صوتی می‌توانند از میان اجسام جامد عبور کنند، حتی می‌توان 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 می‌شود. سپس یک الگوی هولوگرافی دوم برای جامد کردن ماده دوم فعال می‌شود. تا زمانی که رزین بتواند به مکان‌های مورد نیاز جریان یابد، این می‌تواند 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