Nová ultrarychlá 3D tiskárna funguje jako zpětný skener
Nová 3D tiskárna kombinuje principy CT skeneru se světelným modelováním materiálů k výrobě objektů s unikátními kombinacemi vlastností v rekordním čase.
Představte si, že byste pouhým stisknutím tlačítka „print“ vyrobili kopii hlavy Alberta Einsteina vybavené měkkými tvářemi, pevným čelem a obsahující fyzickou repliku zázraku mozku. Nebo ještě působivější, umělé srdce se stejnou tuhostí jako skutečné. To je jen několik příkladů 3D tištěných objektů, na kterých výzkumníci z Technické univerzity v Dánsku (DTU) pracují, aby se staly realitou pomocí nové technologie 3D tisku založené na světle.
Podle vedoucího multioborového týmu, asistenta Yi Yanga z DTU Chemistry, tiskárna využívá principy obráceného CT skenu.
"Naše tiskárna vytvoří fyzický objekt na průsečíku počítačových tomografických snímků. Tato technologie nám umožňuje vytvářet 3D objekty s různými vlastnostmi a přechody materiálů," říká Yi Yang.
CT sken poskytuje trojrozměrný obraz např. mozku reorganizací informací ve velkém počtu dvourozměrných obrazů získaných z rentgenových projekcí, které rotují kolem pacienta a odhalují různé typy tkání. Nová 3D tiskárna bude na druhou stranu vyrábět fyzické objekty tak, že nechá světelné paprsky dopadat na rotující hmotu a hmotu tvaruje podle trojrozměrného obrazu složeného z dvourozměrných obrázků.
První výsledky interdisciplinárního projektu byly nedávno publikovány v Nature Communications . Nedávno Yi Yang obdržel grant Villum Experiment ve výši 2 MDKK, který bude financovat postdoktora a technicko-administrativního zaměstnance, aby projekt pokročil.
Tiskne ve třech rovinách
Současné 3D tiskárny sice vyrábějí objekty ve 3D, vlastní tisk však probíhá v nižších rozměrech. Materiál, např. plastové pryskyřice, se vytvrzuje vrstvu po vrstvě nebo bod po bodu a tiskne předměty zdola nahoru na desku tiskárny. Nová 3D tiskárna však bude ve skutečnosti tisknout ve třech rozměrech, vysvětluje asistent profesora Yi Yang: "Používáme metodu zvanou Tomographic Vat Photopolymerization (TVP), která nám umožňuje tisknout všechny body ve 3D objektu současně. Člověk si musí představit krabice obsahující tekutý polymer – druh polymerního inkoustu do tiskárny. Vystavením inkoustu světlu určitých vlnových délek, určených 3D obrazem a vytvořeným jako CT sken, inkoust ztuhne v požadovaném tvaru.“
Lze upravit elasticitu
Spolu s docentem Aminulem Islamem z DTU Mechanical Engineering a profesorem Kristofferem Almdalem z DTU Chemistry vyvíjí odborný asistent Yi Yang správné typy přístrojů pro nový recept na světlocitlivou polymerní pryskyřici, která je důležitá pro využití výhody technologie 3D tisku závislého na světle.
"Můžeme měnit měkkost našeho 3D objektu na základě našeho počítačového modelu řízením různých vlnových délek dodávaných ze světelných zdrojů," říká Yi Yang.
Doposud se tiskárně dařilo tisknout nejrůznější složité geometrie s funkčně odstupňovanými materiály.
