Технологія 3D-друку перетворює непрозору смолу в об'єкти, які можна використовувати для створення штучних артерій

Команда інженерів Швейцарського федерального технологічного інституту в Лозанні (EPFL) розробила метод 3D-друку, який використовує світло для виготовлення об'єктів з непрозорої смоли за лічені секунди. Цей прорив може мати багатообіцяючі застосування в біомедичній промисловості, такі як виробництво штучних артерій. Дослідження було нещодавно опубліковано в журналі Advanced Science.

Ще в 2017 році інженери Лабораторії прикладних фотонних пристроїв EPFL (LAPD) розробили 3D-принтер, здатний виготовляти об'єкти практично миттєво. Через п'ять років команда вдосконалила своє друкарське обладнання і методи виробництва об'єктів, виготовлених з непрозорих смол, які раніше були неможливі.

3D-принтер EPFL є одним з найшвидших у світі. Більшість 3D-принтерів працюють, відкладаючи матеріал шар за шаром, процес, відомий як адитивне виробництво. EPFL, з іншого боку, використовує об'ємний метод, де смола переливається в ємність і закручується. Інженери освітлюють ємність світлом під різними кутами, змушуючи смолу вилікуватися, коли накопичена в ній енергія перевищує заданий рівень. Це дуже точний метод, який може виготовляти об'єкти з тією ж роздільною здатністю, що і існуючі технології 3D-друку.

Цей об'ємний метод можна використовувати для об'єктів практично будь-якої форми. Інженерам знадобилося всього 20 секунд, щоб створити крихітну фігурку Йоди з «Зоряних воєн», в порівнянні з приблизно 10 хвилинами традиційного виробничого процесу.

Світло здатне вилікувати смолу, взаємодіючи з світлочутливими сполуками, що містяться в пластику. Інженери кажуть, що новий метод працює тільки в тому випадку, якщо світло проходить через смолу по прямій лінії, не відхиляючись, що не так в непрозорих смолах. З цією метою вони розробили рішення.

Спочатку вони використовували камеру для спостереження траєкторії світла через смолу, а потім скорегували розрахунки, щоб компенсувати спотворення світла. Вони також запрограмували принтер для виконання обчислень і корекції світла, що гарантувало, що машина має потрібну кількість енергії, необхідної для лікування смоли. В результаті інженери змогли друкувати об'єкти в непрозорій смолі практично з такою ж точністю, як прозора смола, що стало великим проривом.

В якості наступного кроку інженери сподіваються, що зможуть використовувати новий метод для друку декількох матеріалів одночасно і збільшити роздільну здатність принтера з десятої частини міліметра до мікрометра.