Китайские ученые разработали оригинальный метод мультиматериальной DLP 3D-печати

Команда ученых из Шэньчжэньской ключевой лаборатории мягкой механики и интеллектуального производства Южного университета науки и технологии в Шэньчжэне опубликовала в Nature статью "Centrifugal multimaterial 3D printing of multifunctional heterogeneous objects" (Центробежная мультиматериальная 3D-печать многофункциональных гетерогенных объектов).

В ней описывается оригинальный подход к фотополимерной 3D-печати мультиматериальных объектов, когда остатки смолы удаляются с помощью быстрого вращения отпечатка. Подобный метод используют, например, собаки и другие млекопитающие, когда стряхивают воду со своей шерсти.

Кликните для увеличения

Вообще говоря 3D-печать из нескольких материалов является сложной задачей для DLP из-за необходимости удаления остатков смолы. В рамках своей работы ученые создали принтер, в котором реализована возможность вращения сборочной платформы с контролируемой скоростью (до 10 тыс. об/мин), что позволило им создать мультиматериальные структуры размером до 180 мм × 130 мм из материалов, начиная от гидрогелей и заканчивая функциональными полимерами и даже керамикой.

Кликните для увеличения

В качестве примеров они изготовили ряд образцов, представленных на изображении выше. Первый элемент с индексом "а" представляет собой ферменную конструкцию размером 155 × 108 × 57 мм, в которой белые и черные элементы расположены в пространстве попеременно. На рисунке с индексом "b" представлена структура, состоящая из четырех цветов, где слои белых, черных, светло-зеленых и прозрачных блоков уложены снизу, а блоки с четырьмя цветами поочередно размещены в верхнем слое. Увеличенные изображения подтверждают, что переходы между различными материалами четкие, и никаких видимых взаимных наложений материалов не обнаружено.

При печати гидрогелей высокая угловая скорость может привести к серьезной деформации или даже повреждению напечатанной детали, в этом случае вращение платформы ограничивается 3000 об/мин.

Отмечается, что наименьшая ширина двухматериального перехода составляет около 100 мкм. В своих экспериментах ученые использовали коммерческие фотополимеры, включая Vero white, Vero black , Vero clear, ABS plus, Agilus. Гидрогели в основном состояли из акриламида и диакрилата полиэтиленгликоля.

Работу платформы можно посмотреть на видео 4, 5, 6 по ссылке.