Как универсальные кулинарные рецепты упрощают готовку, так и новая концепция 3D-печати «единый материал – два состояния» революционизирует аддитивное производство. Показана уникальная смола, которая под действием разных типов света формирует как прочные объекты, так и растворимые опорные конструкции. Подход открывает значительные перспективы, в том числе образование тканеинженерных каркасов, шарнирных узлов и суставов.
Преодоление ключевого ограничения
«Метод ванной фотополимеризации славится скоростью и высоким разрешением, но ручное удаление поддерживающих структур для сложных форм остается трудоемким этапом», – подчеркивает участник проекта Максим Шустефф. «Мы вдохновлены возможностью решить эту проблему элегантными химическими средствами».
Традиционная технология и ее сложности
Эта технология позволяет создавать прочные трехмерные изделия, засвечивая фотореактивную жидкую смолу. Она отличается высокой скоростью и экономичностью. Однако получение сложных объектов обычно нуждается во временных опорных лесах, требующих отдельной дозаправки и последующего кропотливого удаления.
Одновременная печать предмета и поддержки
Устраняя названный недостаток, научный коллектив предложил радикально иной метод. Разработана единая смола, способная одновременно отверждаться в прочный материал под УФ-светом и в растворимую структуру под видимым светом. Для практической реализации создан специальный 3D-принтер, излучающий оба вида света. Это позволяет печатать основной объект и его временные опоры в едином процессе.
Химия процесса и преимущества
В состав инновационной смолы исследователи ввели акрилатные/метакрилатные и эпоксидные мономеры, а также особые фотореактивные компоненты. Тестирование выявило ключевую особенность: под видимым светом акрилаты отверждались в аддитивы на основе ангидрида, легко растворимые в щелочи. Под УФ-излучением формировалась нерастворимая основа предмета. Распад опорных структур на безвредные вещества гарантирует безопасную утилизацию.
Демонстрация возможностей
Применение разработки блестяще подтверждено созданием разнообразных сложных форм: фигурная доска, крестообразные элементы, переплетенные кольца, сфера в каркасе и двойные шарики внутри спирали.
Источник: scientificrussia.ru
