Забудьте все, що ви знали про 3D друк — реплікатор вже тут

Замість того, щоб друкувати об’єкти шар за шаром, принтер створює цілі структури, проектуючи світло в смолу, що затвердіває.

Створена за допомогою реплікатора копія скульптури Оґюста Родена "Мислитель".

Вчені назвали цей пристрій “реплікатором” — на честь диво-машини з телевізійної саги “Стар Трек”, яка могла матеріалізувати майже будь-який неживий об’єкт.

“Реплікатор можна назвати дивовижним проривом, адже він дозволяє створювати невеликі прозорі об’єкти практично миттєво” , — розповідає хімік з Університету Північної Кароліни в Чепел Гілл Джозеф де Сімоне.

Пристрій, описаний у статті, що вийшла 31 січня в журналі Science, нагадує зворотний принцип дії комп’ютерної томографії (КТ), — пояснює Хайден Тейлор, електричний інженер з Університету Каліфорнії (Берклі), яка брала участь у розробці реплікатора.

У комп’ютерних томографах Х-променева трубка обертається довкола пацієнта й робить численні знімки тіла зсередини. Після цього комп’ютер реконструює ці знімки у цілісне 3D-зображення. Науковці подумали: а чому не можна було відтворити цей процес у зворотньому порядку? Вони спершу визначили, як об’єкт виглядатиме з різних кутів, а згодом спроектували його численні 2D-зображення через звичайний діапроектор у циліндричний контейнер, наповнений акрилатом — різновидом синтетичної смоли.

Спеціальна хімічна речовина у смолі поглинає фотони, і якщо їхня кількість перевищує певне порогове значення, акрилат полімеризується, тобто його молекули об’єднуються у ланцюги, які формують твердий пластик. Залишкову рідину після цього забирають, а у циліндрі залишається твердий 3D-об’єкт. Експозиція триває приблизно 2 хвилини. За цей час можна створити модель об’єкта заввишки декілька сантиметрів. Демонструючи свій винахід, вчені відтворили мініатюрну копію скульптури Оґюста Родена “Мислитель”.

Процес має низку переваг порівняно зі звичним 3D-друком, каже Хайден Тейлор. Наприклад, він може створювати об’єкти поверх інших об’єктів. Крім того, поверхні виходять напрочуд гладкими, що може бути корисним під час створення, наприклад, оптичних компонентів. Вчені також вважають, що їхній винахід можна використовувати для моделювання медичних компонентів.