3D-принтеры кардинальным образом изменили подход к проектированию, тем не менее, большинство из них имеют существенное ограничение — они создают объекты слой за слоем, чаще всего, снизу вверх. Новая разработка специалистов Калифорнийского университета Беркли создает все слои одновременно, проецируя изображение через емкость с чувствительной к свету смолой.
Конструкция устройства, которое производители назвали репликатором (хотя так делать не стоило, поскольку это торговая марка MakerBot), очень проста. Вряд ли получится объяснить ее лучше, чем это сделал руководитель проекта Хейден Тейлор (Hayden Taylor):
«По сути, нужно взять стандартный видеопроектор, который я в буквальном смысле принес из дома, подключить его к ноутбуку и использовать для проецирования серии компьютерных изображений, в то время как механизм вращает цилиндр с находящейся в нем смолой для 3D-печати».
Конечно, существуют определенные тонкости – например, какой состав полимера необходимо использовать и как обрабатывать предназначенные для проецирования изображения. Тем не менее, препятствия для создания простейшей версии такого инструмента не очень велики.
Использование света для печати объектов — решение не новое, поскольку сейчас многие устройства применяют лазер или другой излучаемый свет, чтобы заставить материал затвердеть и принять желаемую форму. Тем не менее, как уже говорилось, большинство устройств выполняют этот процесс послойно, вызывая эффект «ступенчатости».
Год назад ученые уже демонстрировали «голографический» метод печати, который также использовал лучи света, однако он оказался слишком сложным (отметим, данная разработка велась учеными Ливерморской национальной лаборатории при взаимодействии со специалистами Университета Беркли).
В устройстве Тейлора воссоздаваемый объект сначала сканируется и делится на маленькие части (чем-то напоминает принцип действия компьютерного томографа). При проекции света в смолу материал для объекта принимает форму практически немедленно, или после серии коротких преобразований, вместо сотен и даже тысяч отдельных движений.
Помимо скорости, процесс имеет еще несколько преимуществ. Объекты получаются гладкими и содержат рельефные особенности, сложные для воссоздания на других 3D-принтерах. Кроме того, полимер может быть нанесен вокруг уже существующего объекта, например, вокруг стержня отвертки.
Естественно, существует возможность загрузки различных материалов и цветов, причем смолу можно использовать повторно. Конечно, до того как новая технология начнет массово использоваться, должно пройти время, однако преимущества нового решения очевидны.
Документ, содержащий подробное описание новой технологии, был опубликован на прошлой неделе в журнале Science.