3D-печать отдельных объектов из разных материалов может быть затруднена, если эти материалы отверждаются с разной скоростью. Новая система Inkbit решает эту проблему и была использована для печати очень сложной функциональной роботизированной руки… всего за одно задание на печать.
Обычно используемые 3D-принтеры типа «аддитивного производства» создают объекты путем нанесения последовательных слоев расплавленных полимеров или других материалов. На более дешевых принтерах часто видны выступы, где эти слои не идеально совмещаются друг с другом.
Более продвинутые струйные 3D-принтеры по-прежнему создают объекты слоями, но в них используется несколько сопел для нанесения нескольких типов материалов. полимерной смолы одновременно. Затем для отверждения смол используется ультрафиолетовый свет, после чего с помощью встроенного скребка срезаются выступы между слоями.
Процесс отверждения и бритья происходит быстро и непрерывно на протяжении всего процесса печати.
Ситуация усложняется, когда одна из смол затвердевает значительно медленнее, чем другие. В этом случае, если скребок движется достаточно быстро, чтобы задание печати выполнялось быстро, все еще мягкая смола размывается. Он также будет цепляться за скребок, склеивая его.
И здесь на помощь приходит система Inkbit.
Помимо прочего, Inkbit использовался для 3D-печати ножного робота и метаматериала, способного поглощать вибрацииETH Zurich/Thomas Buchner
Разработанный в сотрудничестве ученых из исследовательского института ETH Zurich и Массачусетского технологического института, он устраняет необходимость в скребке. Вместо этого он использует технологию, называемую струей с контролем зрения, при которой четыре камеры с высокой частотой кадров и два лазера непрерывно сканируют поверхность печатаемого объекта.
Эти сканы используются для создания сложной карты глубины объекта, на которой фиксируются любые недостатки каждого слоя сразу после его нанесения. При нанесении последующего слоя скорость потока сопла регулируется, чтобы компенсировать эти недостатки, создавая плавный переход между слоями.
В результате у смол с более медленным отверждением появляется шанс затвердеть, и на готовом изделии не останется выступов.
A 3D-компьютерная модель руки, демонстрирующая различные материалы с цветовой кодировкой. Buchner TJK et al., Nature 2023
Для демонстрации технологии она была использована для печати высокодетализированной роботизированной руки с имитацией костей, связок и сухожилий. Важно отметить, что рука была изготовлена в ходе одной непрерывной печати из жестких и эластичных полимерных смол, которые отверждались с разной скоростью. Никакой постпечатной сборки не требовалось.
Компания Inkbit, дочерняя компания MIT, теперь принимает задания на печать от коммерческих клиентов.
Дополнительную информацию можно найти в видео ниже. Статья об этой технологии была недавно опубликована в журнале Nature.
Напечатанные роботы с костями, связками и сухожилиями
