ابداع روش چاپ سه بعدی فوق سریع با قابلیت ساخت اشیاء در کمتر از یک ثانیه

تکنولوژی چاپ سه بعدی (3D Printing) با سرعت بالا، اکنون به رکورد جدیدی دست یافته است. محققان دانشگاه تسینگ‌ هوا در چین موفق به توسعه فناوری جدیدی شده‌اند که قادر است اشیاء پیچیده در مقیاس میلی‌متری را تنها در ۰.۶ ثانیه خلق کند. چاپ سه بعدی سنتی معمولاً کند است زیرا اشیاء را لایه به لایه می‌ سازد، اما روش جدید این محدودیت را از میان برداشته است.

به گزارش بخش اخبار فناوری زوم تک به نقل از Phys.org، اگرچه روشی موسوم به «چاپ حجمی» (Volumetric Printing) که از نور برای شکل‌ دهی به اشیاء استفاده می‌کند در سال‌ های اخیر سرعت گرفته بود، اما با یک مانع بزرگ روبرو بود: لرزش مایع رزین در هنگام چرخش سریع که باعث خرابی محصول نهایی می‌شد. حالا تیم چینی با ابداع سیستم DISH، این مشکل را برای همیشه حل کرده است.

سیستم DISH چگونه کار می‌کند؟

محققان در مقاله‌ای که در نشریه معتبر Nature منتشر شده، روشی را معرفی کردند که برخلاف متدهای قبلی، نیازی به چرخاندن ظرف مایع ندارد. سیستم DISH (ترکیب دیجیتال غیرمنسجم میدان‌های نوری هولوگرافیک) از یک پریسکوپ چرخان با سرعت بالا استفاده می‌کند تا نور را از زوایای مختلف به درون رزین (Resin) بتاباند، در حالی که مایع کاملاً ثابت باقی می‌ماند.

این فناوری به یک تراشه مجهز به میلیون‌ها آینه میکروسکوپی (DMD) متکی است که الگوهای نوری را ۱۷,۰۰۰ بار در ثانیه تغییر می‌دهند. برای جلوگیری از تاری تصویر، تیم یک الگوریتم هوشمند توسعه داده است که دقیقاً محاسبه می‌کند نور چگونه تابانده شود تا فقط در نقاط مورد نظر باعث سخت شدن رزین شود. نتیجه این فرآیند، یک شیء سه بعدی با دقت فوق‌العاده بالا و لبه‌های تیز است.

کاربردهای گسترده؛ از تولید انبوه تا مهندسی پزشکی

در آزمایش‌های انجام شده، این تیم توانست مجسمه‌های پیچیده و ساختارهای چرخ‌دنده مانند میلی‌متری را در کمتر از یک ثانیه تولید کند. آن‌ها همچنین با اتصال پرینتر به یک لوله و پمپاژ رزین حساس به نور، توانستند اشیائی مانند گل‌های مصنوعی و لوله‌های توخالی مشابه عروق خونی را به صورت پیوسته تولید کنند. این آزمایش ثابت کرد که می‌توان از این پرینتر به عنوان یک خط تولید انبوه فوق سریع استفاده کرد.

چیونگ‌های دای، نویسنده ارشد این تحقیق، اشاره می‌کند که فناوری DISH به دلیل دقت و کارایی بالا، افق‌های جدیدی را در حوزه‌های زیر باز خواهد کرد:

• بیولوژی: چاپ در لحظه بافت‌های زیستی در محیط‌های پزشکی.
• مهندسی رباتیک: ساخت قطعات بسیار ظریف برای ربات‌های مینیاتوری.
• فوتونیک: تولید قطعات نوری پیچیده بدون نیاز به قالب‌گیری.
• تولید صنعتی: ساخت انبوه قطعات سفارشی‌سازی شده به صورت آنی.

تولید بدون قالب؛ آینده دنیای دیجیتال

مهم‌ترین مزیت این مکانیسم، پیش‌بینی این موضوع است که هرگونه رویکرد سنتی در برابر این سرعت و دقت شکست خواهد خورد. این سیستم به جای استفاده از رزین‌های غلیظ و چسبناک، با رزین‌های با ویسکوزیته پایین نیز به خوبی کار می‌کند و اجازه می‌دهد اشیاء بلافاصله پس از چاپ از مایع خارج شوند. این دستاورد می‌تواند مفهوم «کارخانه در لحظه» را به واقعیت تبدیل کند.