En radikalt ny och otroligt snabb 3D-printingprocess har utvecklats: Dynamic Interface Printing, eller ”DIP”.
På senare tid har vi sett ett antal ultrasnabba 3D-printingprocesser som utvecklats med hjälp av volymetriska tekniker. Dessa processer skriver ut hela objektet på en gång istället för lager för lager och kan skriva ut hela objekt på några sekunder.
Dessa system fungerar genom att projicera mönster i ett kar av transparent fotopolymerresin från flera vinklar, vilket stelnar objektet på en gång.
Trots de otroliga hastigheterna finns det vissa problem med volymetriska tillvägagångssätt. Huvudfrågan är resinet: det måste vara transparent för ljusvågorna som härdar resinet. Det gör att det inte alltid är möjligt eller lätt att tillföra tillsatser som ger resinet dess tekniska egenskaper. Svart resin skulle inte tillåta ljus att överföras särskilt djupt.
Men nu kommer DIP, som är ett helt nytt tillvägagångssätt. Även om denna teknik också använder fotopolymerresin, gör den det på ett helt annat sätt.
Det är ett skrivhuvud som har förmågan att projicera ett ljusmönster nedåt. Skrivhuvudet har ett hus på botten som kan fånga in lite luft om det är vertikalt nedsänkt i resinet. Ytan på resinet under skrivhuvudet blir projektionsytan.
Det finns 3D-skrivare med resin som sticker ut uppifrån och ner på den plana ytan av ett resinkar. Tyngdkraften gör den ytan platt, och den kan ta emot energin ovanifrån. I DIP är projektionsytan bokstavligen fäst vid skrivhuvudet, där den kan röra sig i 3D-rymden i det flytande resinet.
Luftutrymmet under skrivhuvudet bildar en krökt yta. Projektionen måste ta hänsyn till denna kurva, och kurvan kan justeras med en akustisk projektor på skrivhuvudet. Korgen kan justeras för att främja maximalt flöde av nytt material till utskriftsområdet. Efter att kurvans geometri har kontrollerats är det möjligt att låta slicing-mjukvaran konsekvent förstå formen på projektionsytan.
Problemet med konventionella resinskrivare är att du måste vänta på att färskt resin ska flöda in i de områden där nya lager av utskrift kan ske. Detta flödesproblem är kanske det största hindret för att uppnå högre utskriftshastigheter. DIP verkar dock ha övervunnit detta problem med en akustisk lösning. De säger att det kan öka resinflödet med otroliga tio gånger.
Prototypen som byggdes av forskarna kunde skriva ut med otroliga hastigheter, till och med överträffa vissa volymetriska metoder. I sin studie säger de att de uppmätt förmågan att trycka 10 000 kubik mm per minut! Som referens, den snabbaste stationära FFF 3D-skrivaren, FLSUN S1, har en volymetrisk flödeshastighet på ”bara” 110 kubik mm per sekund, eller 6600 kubik mm per minut. Typiska stationära 3D-skrivare klarar av cirka 1800 kubik mm per sekund.
Resinet som används av DIP kan ha alla tillsatser som önskas. Det kräver ingen genomskinlighet eftersom det för samman ”resinfönstret” med skrivhuvudet.
Prototypen kan för närvarande skriva ut ganska små föremål, men tekniken kan troligen skalas upp.
Läs mer om DIP-processen här: Nature
