Технология трехмерной печати хоть и развивается семимильными шагами, но все равно по-прежнему нуждается в дополнительном вмешательстве со стороны человека. Даже если устройство способно напечатать отдельные детали какого-то объекта, собрать его сможет только человек.
Другая серьезная проблема аддитивного производства — это ограничение по количеству материалов, с которыми может работать один принтер. Существующие на сегодняшний день модели способны работать с тремя различными материалами, а стоимость такой мультифункциональной машины может достигать $250 тысяч.
На днях команда ученых из Лаборатории информатики и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института представила новый 3D-принтер, который, по словам создателей, лучше, дешевле и более удобен, чем все существующие аналоги. Устройство работает сразу с десятью различными материалами и использует методику 3D-сканирования, которая позволяет экономить время и деньги во время производства.
Разрешение печати составляет 40 микрометров, что вдвое меньше толщины человеческого волоса. Система, получившая название MultiFab, является первой в мире системой трехмерной печати, использующей технологию 3D-сканирования. Это подразумевает наличие существенных преимуществ по сравнению с традиционным аддитивным производством.
Прежде всего, система MultiFab оснащена технологией самостоятельной калибровки, что избавляет человека от необходимости производить настройку самостоятельно.
Накладывая каждый новый слой в конструкцию, устройство сравнивает его с 3D-моделью в компьютере и генерирует так называемые «поправочные маски». Этот подход позволяет использовать недорогое аппаратное оборудование, сохраняя высокую точность печати.
Во-вторых, MultiFab дает пользователям возможность внедрять непосредственно в тело объекта сложные компоненты, такие как схемы и датчики. А это означает, что на новом 3D-принтере можно будет печатать целые устройства с движущимися частями и встроенной электроникой.
«Платформа MultiFab открывает новые возможности массового производства и дает шанс исследователям и любителям создавать объекты, которые ранее было трудно или даже невозможно напечатать», — говорит соавтор исследования и один из разработчиков новинки Хавьер Рамос (Javier Ramos).
В отличие от обычных 3D-принтеров, принцип работы которых основан на экструзии, новая технология опирается не несколько более утонченный процесс.
Экструзия в обычных 3D-принтерах представляет собой выдавливание материала из специальных шприцов — очень похоже на выдавливание декоративной глазури или крема на торт из кондитерского шприца. Это приводит к тому, что детали печатаются с довольно низким разрешением, из-за чего конечный продукт получается грубым. (Диаметр отверстия не может быть уменьшен до микроскопических значений, так как поверхностное натяжение не позволит выдавить каплю вещества).
Система MultiFab действует по-другому, она смешивает микроскопические капельки фотополимеров, которые затем отправляются через струйные печатающие головки, похожие на те, что встроены в конструкцию обычного офисного принтера. Так обеспечивается высокое разрешение послойного нанесения материалов и качество конечного продукта.
В рамках тестирования новой системы исследователи напечатали массу самых разных объектов, от чехлов для смартфонов до светодиодных линз. В будущем, уверены разработчики, их устройство может быть использовано для производства довольно сложных конструкций — от современной электроники до умных роботов.
Общая стоимость материалов, использованных для конструирования принтера MultiFab, составила всего $7000, что почти в 20 раз дешевле существующих аналогов, рассказывается в пресс-релизе.
