Принципиально новый 3-D-принтер под названием «Репликатор» создает предметы с помощью света за считанные минуты - Гранит науки - 2019-02-07

Вместо послойного нанесения материала, «Репликатор» создает различные небольшие структуры, направляя свет на смолу, которая затвердевает под его воздействием. Устройство назвали «Репликатором» - как машины в сериале Стартрек, которые могли материализовать любой неодушевленный предмет. Созданный сейчас 3D-принтер печатает весь предмет сразу, а не слой за слоем, как это делают уже используемые устройства. 3D-принтер, описанный в журнале Science, функционирует по принципу компьютерного томографа, но в обратную сторону, поясняет один из авторов работы Хейден Тейлор (Hayden Taylor), электроинженер из Калифорнийского университета Беркли (University of California, Berkeley). В компьютерном томографе рентгенолучевая трубка вращается вокруг пациента, получая множество изображений внутренних органов, а затем компьютер из этих двумерных проекций воссоздает объемную картину. Создатели «Репликатора» решили обратить этот процесс вспять: имея компьютерную модель трехмерного объекта, они подсчитали, как он будет выглядеть под разными углами, и затем загрузили полученные двумерные изображения в обычный слайд-проектор. Проектор выводил эти изображения на цилиндрический контейнер, заполненный синтетической смолой, акрилатом.

Пока проектор прокручивает изображения на все 360 градусов, контейнер со смолой вращается под соответствующим углом. «По мере вращения объема, количество света, получаемое в каждой его точке, может быть независимо контролируемо, и там, где общее количество превышает некое значение, жидкая смола начинает затвердевать», поясняет Тейлор. Это обусловлено тем, что компонент смолы поглощает фотоны и по достижении определенного барьера начинается полимеризация акрилата – молекулы смолы соединяются в цепочки и так образуется твердая пластмасса. Для объекта в несколько сантиметров процесс экспозиции занимает около двух минут. Излишки жидкой смолы удаляются, остается твердый трехмерный объект. Демонстрируя возможности своего ротационного 3-D-принтера, авторы сделали миниатюрный вариант известной скульптуры Августа Родена «Мыслитель». По словам создателей технологии, предлагаемый процесс более управляемый, чем обычная послойная 3D-печать. Тейлор говорит, что с ее помощью можно создать объект, покрывающий уже существующий предмет, а получаемая при этом структура имеет более гладкую поверхность, чем в случае обычной 3D-печати, что имеет значение при создании компонентов оптических приборов, а также медицинской техники. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».