Ученые из Томского государственного университета планируют к 2020 году разработать прототип 3D-принтера, работающего на акустической левитации. Такой принтер будет за счет ультразвукового излучения поддерживать частицы сырья для печати в «подвешенном» состоянии, осаждать их на нужные места предыдущего слоя и послойно формировать изделие, сообщается в пресс-релизе университета.

Явление акустической левитации основано на том, что направленные друг на друга излучатели создают так называемую стоячую волну. Волна «застывает» на месте и меняется только ее амплитуда. Поскольку звуковая волна представляет собой колебания давления, то в таком случае в пространстве образуются устойчивые области с повышенным и пониженным давлением. При условии, что размер объекта значительно меньше длины волны звука, а его масса невелика, такой объект может зависать в области с пониженным давлением и левитировать над поверхностью.

Инженеры под руководством Дмитрия Суханова из Томского государственного университета решили использовать этот принцип для создания 3D-принтера. Он будет перемещать группы частиц порошка, из которого будет печататься объект, и осаждать их на строго заданные места. После этого процесс будет повторяться для следующих слоев. Разработчики намерены создать прототип такого принтера к 2020 году. Предполагается, что левитация поможет использовать при печати химически агрессивные растворы или тугоплавкие вещества.

Пока они продемонстрировали разработанный в университете аппарат для акустической левитации. Во время демонстрации аппарат не только удерживал в одном положении несколько частиц пенопласта, но и перемещал их по заданной траектории. Для этого инженеры разработали специальную программу. В ней пользователь задает перемещение объекта, а программа сама регулирует для этого мощность отдельных ультразвуковых излучателей.

Стоит отметить, что подобные аппараты для акустической левитации создавали ранее и другие инженеры. А в прошлом году похожую на разрабатываемую российскими инженерами технологию продемонстрировали литовские инженеры. Они создали аппарат, который может за счет акустической левитации перемещать электронные компоненты к нужным местам на плате, а затем припаивать их к ней лазерным лучом. Создатели также продемонстрировали перемещение капель воды и металла, и отметили, что потенциально такое устройство после некоторой доработки можно использовать и в качестве 3D-принтера.

Автор: Григорий Копиев