3D-печать металлом ускорится в разы за счет новой технологии - «Технологии»

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории (Калифорния, США) разработали технологию, которая может в разы ускорить 3D-печать металлом. В отличие от существующих решений, в которых лазерный луч последовательно перемещается по слою печатаемого материала, метод американских исследователей использует лазер, спекающий весь слой одновременно.

Металлическая 3D-печать уже используется в серийном производстве, позволяя печатать изделия сложной формы. Однако скорость такой печати все еще остается невысокой, и печать одной детали может занимать несколько дней. Это сильно ограничивает ее применение.

Обычно металлическая 3D-печать происходит следующим образом: лазерный луч последовательно перемещается по рабочей поверхности принтера, спекая нанесенный на нее металлический порошок. После прохождения лучом всей поверхности на нее добавляется новый порошок и процесс повторяется для каждого слоя. При высоком разрешении печати луч проходит большое количество полос в слое и большое количество слоев.

Ученые взялись за создание решения, которое было бы лишено этого недостатка, и радикально повысить за счет этого скорость печати. Новая технология основана на использовании лазерного модулятора из жидких кристаллов, который служит динамическим «трафаретом» для светового излучения.

Метод можно описать следующим образом. В систему загружается файл с трехмерной моделью печатаемого изделия, которое разбивается на слои. Затем массив синих светодиодов проецирует на фотопроводящую пластину изображение печатаемого слоя. За пластиной находится массив из жидких кристаллов. При проецировании изображения пластина начинает проводить электричество в областях, облученных светом, из-за чего жидкие кристаллы поворачиваются, давая лазерному лучу возможность распространяться. Таким образом, для каждого слоя изделия формируется подобие трафарета. Затем на систему подается мощное лазерное излучение, которое спекает одновременно весь слой металлического порошка. Описанная процедура повторяется для каждого слоя порошка до момента, когда изделие будет полностью сформировано.

Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Express.

Таким образом, разработчики смогли заменить последовательный процесс печати на параллельный. Ученые утверждают, что их технология позволит производить металлическую деталь объемом в один кубический метр за несколько часов, тогда как для текущих методов срок изготовления такой детали может составлять несколько лет.

Недавно концерн Boeing заявил, что планирует использовать металлическую 3D-печать для производства некоторых деталей самолета Boeing 787 Dreamliner. По их оценке, использование таких деталей позволит экономить до трех миллионов долларов при создании каждого лайнера.

Источник: nplus1.ru