Technológia 3D tlače premieňa nepriehľadnú živicu na objekty, ktoré možno použiť na vytvorenie umelých tepien

Tím inžinierov švajčiarskeho Federálneho technologického inštitútu v Lausanne (EPFL) vyvinul metódu 3D tlače, ktorá využíva svetlo na výrobu objektov z nepriehľadnej živice v priebehu niekoľkých sekúnd. Tento prielom môže mať sľubné aplikácie v biomedicínskom priemysle, ako je výroba umelých tepien. Výskum bol nedávno publikovaný v časopise Advanced Science.

V roku 2017 inžinieri z Laboratória aplikovaných fotonických zariadení (LAPD) EPFL navrhli 3D tlačiareň schopnú vyrábať objekty takmer okamžite. O päť rokov neskôr tím vylepšil svoje tlačové zariadenia a metódy na výrobu predmetov vyrobených z nepriehľadných živíc, ktoré boli predtým nemožné.

3D tlačiareň EPFL je jednou z najrýchlejších na svete. Väčšina 3D tlačiarní pracuje tak, že ukladá materiál vrstvu po vrstve, čo je proces známy ako aditívna výroba. EPFL na druhej strane používa objemovú metódu, kde sa živica naleje do nádoby a roztočí sa. Inžinieri osvetľujú nádobu svetlom z rôznych uhlov, čo spôsobuje, že živica sa vylieči, keď energia nahromadená v nej prekročí danú úroveň. Jedná sa o veľmi presnú metódu, ktorá dokáže vyrábať objekty v rovnakom rozlíšení ako existujúce technológie 3D tlače.

Táto objemová metóda môže byť použitá pre objekty takmer akéhokoľvek tvaru. Inžinierom trvalo len 20 sekúnd, kým vytvorili malú figúrku Yodu zo Star Wars, v porovnaní s približne 10 minútami tradičného výrobného procesu.

Svetlo je schopné vyliečiť živicu interakciou s fotosenzitívnymi zlúčeninami obsiahnutými v plaste. Inžinieri tvrdia, že nová metóda funguje len vtedy, ak svetlo prechádza živicou v priamej línii bez toho, aby sa odchýlilo, čo nie je prípad nepriehľadných živíc. Na tento účel vymysleli riešenie.

Najprv použili kameru na pozorovanie trajektórie svetla cez živicu a potom upravili výpočty tak, aby kompenzovali skreslenie svetla. Tiež naprogramovali tlačiareň na spustenie výpočtov a opravu svetla, čo zabezpečilo, že stroj mal správne množstvo energie potrebnej na liečenie živice. Výsledkom bolo, že inžinieri boli schopní tlačiť objekty v nepriehľadnej živici s takmer rovnakou presnosťou ako priehľadná živica, čo je veľký prielom.

Ako ďalší krok inžinieri dúfajú, že budú môcť použiť novú metódu na tlač niekoľkých materiálov súčasne a zvýšenie rozlíšenia tlačiarne z desatiny milimetra na mikrometer.