Holograficzny druk 3D może zrewolucjonizować wiele branż

Holograficzny druk 3D może zrewolucjonizować wiele branż

Naukowcy z Concordii opracowali nowatorską metodę druku 3D wykorzystującą hologramy akustyczne. Mówią, że jest szybszy niż istniejące metody i umożliwia tworzenie bardziej złożonych obiektów.

Proces, zwany holograficznym bezpośrednim drukiem dźwiękowym (HDSP), opisano w niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Communications. Opiera się na metodzie wprowadzonej w 2022 r., która opisuje, jak reakcje sonochemiczne w obszarach mikroskopijnej kawitacji – maleńkich pęcherzykach – wytwarzają niezwykle wysokie temperatury i ciśnienie przez bilionowe części sekundy, aby utwardzić żywicę w złożone wzory.

Teraz, dzięki osadzeniu tej techniki w hologramach akustycznych zawierających przekroje poprzeczne konkretnego projektu, polimeryzacja zachodzi znacznie szybciej. Może tworzyć obiekty jednocześnie, a nie woksel po wokselu.

Aby zachować wierność pożądanego obrazu, hologram pozostaje nieruchomy w materiale drukarskim. Platforma drukująca jest przymocowana do ramienia robota, które przesuwa ją w oparciu o zaprogramowany wcześniej algorytm, zaprojektowany wzór, z którego uformuje się gotowy obiekt.

Projektem kierował Muthukumaran Packirisamy, profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej, Przemysłowej i Lotniczej. Uważa, że ​​może to zwiększyć prędkość drukowania nawet 20-krotnie, przy jednoczesnym mniejszym zużyciu energii.

„Możemy zmieniać wizerunek także w trakcie operacji” – mówi. „Możemy zmieniać kształty, łączyć wiele ruchów i modyfikować drukowane materiały. Możemy stworzyć skomplikowaną strukturę, kontrolując prędkość podawania, jeśli zoptymalizujemy parametry, aby uzyskać wymagane struktury”.

Skok technologiczny

Zdaniem naukowców precyzyjna kontrola hologramów akustycznych pozwala na przechowywanie informacji o wielu obrazach w jednym hologramie. Oznacza to, że wiele obiektów można drukować jednocześnie w różnych miejscach w tej samej przestrzeni drukowania.

W rezultacie holografia akustyczna stanie się punktem wyjścia dla innowacji w wielu dziedzinach: można ją wykorzystać do tworzenia złożonych struktur tkankowych, zlokalizowanych systemów dostarczania leków i komórek oraz zaawansowanej inżynierii tkankowej. Zastosowania w świecie rzeczywistym obejmują tworzenie nowych form przeszczepów skóry, które mogą usprawnić gojenie i ulepszone dostarczanie leków w terapiach wymagających określonych środków terapeutycznych w określonych miejscach.

Dodaje, że ponieważ fale dźwiękowe mogą przenikać przez nieprzezroczyste powierzchnie, technologię HSDP można stosować do drukowania wewnątrz korpusu lub za litym materiałem. Może to być pomocne w naprawie uszkodzonych narządów lub delikatnych części znajdujących się głęboko w samolocie.

Naukowcy uważają, że HDSP może stać się technologią zmieniającą paradygmat. Porównuje to do zaawansowanej technologii druku 3D wykorzystującego światło, wraz z ewolucją od stereolitografii, w której za pomocą lasera utwardza ​​się pojedynczy punkt żywicy w solidny obiekt, do cyfrowej obróbki światłem, która jednocześnie utwardza ​​całe warstwy żywicy.

„Możesz sobie wyobrazić możliwości” – mówi. „Możemy drukować za nieprzezroczystymi przedmiotami, za ścianą, wewnątrz tuby lub wewnątrz ciała. Technika, którą już stosujemy, oraz urządzenia, których używamy, zostały już zatwierdzone do zastosowań medycznych.”

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science