Tehnologija 3D tiskanja spremeni neprozorno smolo v predmete, ki jih je mogoče uporabiti za ustvarjanje umetnih arterij

Ekipa inženirjev na švicarskem zveznem inštitutu za tehnologijo v Lozani (EPFL) je razvila metodo 3D tiskanja, ki uporablja svetlobo za izdelavo predmetov iz neprozorne smole v nekaj sekundah. Ta preboj ima lahko obetavne aplikacije v biomedicinski industriji, kot je proizvodnja umetnih arterij. Raziskava je bila nedavno objavljena v reviji Advanced Science.

Leta 2017 so inženirji Laboratorija za uporabne fotonske naprave EPFL (LAPD) zasnovali 3D-tiskalnik, ki je sposoben izdelovati predmete skoraj v trenutku. Pet let pozneje je ekipa izboljšala svojo tiskarsko opremo in metode za izdelavo predmetov iz neprozornih smol, ki so bili prej nemogoči.

3D tiskalnik EPFL je eden najhitrejših na svetu. Večina 3D tiskalnikov deluje tako, da material nanese plast za plastjo, proces, znan kot aditivna proizvodnja. EPFL pa uporablja volumetrično metodo, kjer smolo vlijemo v posodo in zavremo. Inženirji osvetlijo posodo s svetlobo iz različnih zornih kotov, kar povzroči, da se smola strdi, ko energija, akumulirana v njej, preseže določeno raven. To je zelo natančna metoda, ki lahko izdeluje predmete z enako ločljivostjo kot obstoječe tehnologije 3D tiskanja.

Ta volumetrična metoda se lahko uporablja za predmete skoraj katere koli oblike. Inženirji so potrebovali le 20 sekund, da so ustvarili majhno figurico Yode iz Vojne zvezd, v primerjavi s približno 10 minutami s tradicionalnim proizvodnim postopkom.

Svetloba lahko utrdi smolo z interakcijo s fotoobčutljivimi spojinami, ki jih vsebuje plastika. Inženirji pravijo, da nova metoda deluje le, če svetloba prehaja skozi smolo v ravni črti brez odstopanja, kar ne velja za neprozorne smole. V ta namen so pripravili rešitev.

Najprej so s kamero opazovali pot svetlobe skozi smolo, nato pa prilagodili izračune za kompenzacijo svetlobnega popačenja. Tiskalnik so tudi programirali za izvajanje izračunov in korekcijo svetlobe, kar je zagotovilo, da je imel stroj ravno pravo količino energije, ki je potrebna za strjevanje smole. Kot rezultat, so inženirji lahko tiskali predmete v neprozorni smoli s skoraj enako natančnostjo kot prozorna smola, kar je bil velik preboj.

Kot naslednji korak inženirji upajo, da bodo lahko z novo metodo tiskali več materialov hkrati in povečali ločljivost tiskalnika z desetinke milimetra na mikrometer.