Исследователи разработали технику объемной 3D-печати, которая выходит за рамки традиционного многослойного подхода «снизу вверх» и устраняет потребность в опорных конструкциях. Описание опубликовано в журнале Nature. Группа исследователей под руководством ученых из Института Роуленда Гарвардского университета разработала новую технологию 3D-печати.

Инженеры использовали метод преобразование красного света в синий и добавление светочувствительной жидкости к смоле, используемой в 3D-принтерах. В традиционной 3D-печати смола затвердевает по плоской и прямой линии вдоль пути света.

В своей работе исследователи добавляют в смолу нанокапсулы, содержащие специальные химические вещества, чтобы смола реагировала только на определенный вид света — синий свет в фокусе лазера. Такой луч формируется в процессе преобразования с повышением частоты. Луч перемещается в трех измерениях, поэтому ему не нужна послойная печать. Как отмечают исследователи, полученная смола имеет большую вязкость, чем при традиционном методе, поэтому после печати она может стоять без поддержки.

«Мы разработали смолу, мы разработали систему так, чтобы красный свет ничего не делал, — говорит Дэниел Конгрив, соавтор исследования. — Но маленькая точка синего света запускает химическую реакцию, которая заставляет смолу затвердевать и превращаться в пластик. По сути, это означает, что у вас есть лазер, проходящий через всю систему, и только в этом маленьком синем цвете вы получаете полимеризацию, [и только там] вы получаете печать. Мы просто сканируем эту синюю точку в трех измерениях, и везде, где эта синяя точка попадает, она полимеризуется, и вы получаете 3D-печать».

Исследователи продемонстрировали работу своего принтера и создали трехмерные логотипы Гарварда и Стэнфорда, а также небольшую лодку. Это стандартный теста для 3D-принтеров: сложность создают небольшой размер лодки и множество мелких деталей, например, нависающие иллюминаторы и открытые пространства в каюте.

Авторы разработки считают, что технология может серьезно изменить 3D-печать. В традиционной послойной печати для нависающих элементов требуется использовать подпорки, чтобы смола не опускалась и не стекала вниз. Отказ от таких конструкций значительно ускорит процесс.

Инженеры планируют продолжить разработку системы для увеличения скорости и реализации возможности печатать еще более мелкие детали.