Новий тип 3D-друку використовує звукові хвилі для створення об’єктів

Найпоширеніші технології 3D-друку полягають у укладанні шарів розплавленого пластику, в плавленні металевого порошку світлом потужного промислового лазера або використання променя ультрафіолетового лазера, який змушує полімеризуватися та зміцнитися полімер, що знаходиться в рідкому стані. А нещодавно дослідники з університету Конкордії, Канада, продемонстрували новий підхід до тривимірного друку, в якому використовуються звукові хвилі. І цей новий підхід отримав назву «прямий звуковий друк» (Direct Sound Printing, DSP).

У технології DSP 3D-друку використовуються вузькоспрямовані ультразвукові імпульси, що фокусуються в ємності, заповненій полімером PDMS (полідіметилсилоксан, polydimethylsiloxane). У точці максимального фокусування ультразвукового променя виникає область, що коливається з ультразвуковою швидкістю. Це, своєю чергою, призводить до формування там мікроскопічних бульбашок.

Висока швидкість коливань бульбашок призводить до того, що їхня температура підійматися до 15 тисяч Кельвінів (14 727 градусів Цельсія), а тиск усередині них досягає 1000 бар. Такий підйом температури та тиску триває протягом декількох пікосекунд (трильйонних часток секунди), але цього достатньо для полімеризації матеріалу в точці, де знаходиться бульбашка.

Переміщаючи ультразвуковий випромінювач та регулюючи дальність фокусування променя, можна створити всередині ємність тривимірний об’єкт будь-якої форми та складності. До того, технологія DSP дозволяє друкувати об’єкти прямо всередині інших об’єктів, не надаючи на них жодного згубного впливу.

Наприклад, за допомогою технології DSP можна зробити ремонтні роботи будь-якого механізму, не розкриваючи його корпус, що може виявитися дуже корисним для проведення ремонту та обслуговування супутників прямо в космосі. Або ж ця технологія дозволить надрукувати імплантат прямо в тілі пацієнта, в місці, куди попередньо була зроблена ін’єкція полімеру, що не загрожує людському організму.

Крім полімеру PDMS, канадські дослідники вже випробували технологію DSP для виготовлення об’єктів з керамічного матеріалу. А на черзі стоять експерименти з чистими металами та металополімерними композитами. Джерело