Инновации в 3D-печати: метод VIPS-3DP для создания многокомпонентных объектов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Мир технологий не стоит на месте, и одним из самых ярких тому подтверждений является сфера 3D-печати. То, что еще вчера казалось фантастикой, сегодня становится реальностью, открывая перед нами двери в удивительный мир возможностей. И одним из последних прорывов в этой области стала разработка инженеров Университета Флориды — метод 3D-печати с паровой фазовой сепарацией, или VIPS-3DP.

Автор: Designer

Этот метод не просто очередной шаг в эволюции 3D-печати, это настоящий скачок, меняющий представление о возможностях и перспективах технологии. VIPS-3DP позволяет создавать объекты как из одного материала, так и из нескольких, комбинируя их в единую структуру. Но главное — он открывает дорогу к изготовлению изделий с регулируемой пористостью, что ранее было практически невозможно.

(a) Печать под распыляемым нерастворителем с точки зрения детали. На врезке показан детальный вид с точки зрения нити накаливания: четкие цвета указывают на концентрацию материала как осажденного и без затвердевания; Более темные оранжевые цвета указывают на более высокую степень затвердевания и жесткости из-за динамики обмена между растворителем и парообразным нерастворителем, что обычно приводит к морфологии нити с плотным внешним слоем и пористыми внутренними участками. (b) Полное затвердевание в коагуляционной ванне и c универсальными печатными деталями: полимерными, композитными, металлическими и функционально градуированными.
(a) Печать под распыляемым нерастворителем с точки зрения детали. На врезке показан детальный вид с точки зрения нити накаливания: четкие цвета указывают на концентрацию материала как осажденного и без затвердевания; Более темные оранжевые цвета указывают на более высокую степень затвердевания и жесткости из-за динамики обмена между растворителем и парообразным нерастворителем, что обычно приводит к морфологии нити с плотным внешним слоем и пористыми внутренними участками. (b) Полное затвердевание в коагуляционной ванне и c универсальными печатными деталями: полимерными, композитными, металлическими и функционально градуированными.
Автор: Sole-Gras, M., Ren, B., Ryder, B.J. et al. Vapor-induced phase-separation-enabled versatile direct ink writing. Nat Commun15, 3058 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47452-9 (CC-BY 4.0) Источник: www.nature.com

Представьте себе возможность создавать металлические имплантаты, идеально интегрирующиеся с костной тканью человека, или легкие, но прочные детали для аэрокосмической промышленности, обладающие заданной пористостью. Это не фантастика, это реальность, которую дарит нам VIPS-3DP.

Секрет метода кроется в использовании специальных «чернил» — экологически чистых растворимых жидкостей на основе полимеров, содержащих металлические или керамические частицы. В процессе печати в зону действия подаются пары нерастворителя, заставляющий жидкую часть «чернил» затвердевать, оставляя после себя твердый материал с заданной структурой.

(a) Последовательность печати Y-образной трубчатой детали с использованием VIPS-3DP. Различные печатные структуры после спекания: трубка (b) Y-образная труба, (c) трубка с переменным поперечным сечением, решетчатая структура (d) с различным диаметром, (e) уменьшенный тазобедренный имплантат и цилиндр (f) с полыми каналами. (g) Результаты ОССП. Турбинообразная деталь: (h) в состоянии печати, (i) в состоянии спекания и (j) в состоянии постобработки (пескоструйная обработка) и (k–m) детализированная морфология напечатанной детали в зеленом, коричневом и спеченном состояниях тела. (n) Печатная и спеченная рупорная антенна и (o) ее коэффициент отражения S11. (p) Напечатанная и спеченная зигзагообразная трубка с окрашенной водой для испытания на герметичность. (Масштабные линейки = 15 мм, если не указано иное, а погрешность = ± sigma).
(a) Последовательность печати Y-образной трубчатой детали с использованием VIPS-3DP. Различные печатные структуры после спекания: трубка (b) Y-образная труба, (c) трубка с переменным поперечным сечением, решетчатая структура (d) с различным диаметром, (e) уменьшенный тазобедренный имплантат и цилиндр (f) с полыми каналами. (g) Результаты ОССП. Турбинообразная деталь: (h) в состоянии печати, (i) в состоянии спекания и (j) в состоянии постобработки (пескоструйная обработка) и (k-m) детализированная морфология напечатанной детали в зеленом, коричневом и спеченном состояниях тела. (n) Печатная и спеченная рупорная антенна и (o) ее коэффициент отражения S11. (p) Напечатанная и спеченная зигзагообразная трубка с окрашенной водой для испытания на герметичность. (Масштабные линейки = 15 мм, если не указано иное, а погрешность = +- sigma).
Автор: Sole-Gras, M., Ren, B., Ryder, B.J. et al. Vapor-induced phase-separation-enabled versatile direct ink writing. Nat Commun15, 3058 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47452-9 (CC-BY 4.0) Источник: www.nature.com

VIPS-3DP — это не просто технологический прорыв, это еще и экологический шаг вперед. Метод использует экологически чистые материалы и потребляет меньше энергии, чем традиционные методы 3D-печати. Это значит, что мы можем создавать будущее не только технологичное, но и экологически ответственное.

Автор: Sole-Gras, M., Ren, B., Ryder, B.J. et al. Vapor-induced phase-separation-enabled versatile direct ink writing. Nat Commun15, 3058 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47452-9 (CC-BY 4.0) Источник: www.nature.com

VIPS-3DP — это открытая дверь в мир новых возможностей. Это шанс для медицины создавать имплантаты, идеально совместимые с человеческим телом. Это возможность для промышленности создавать легкие и прочные конструкции. Это шанс для науки двигаться вперед, исследуя новые горизонты и создавая технологии будущего. И это лишь начало пути, который открывает перед нами VIPS-3DP — путь к миру, где невозможное становится возможным.

3 комментария

Добавить комментарий

A
Так вроде наоборот проблема была избавиться от пор в металле наплавки, а тут вон что. Элемент с порами, сколько бы и где бы они ни были, ведет себя непредсказуемо…
Tpam_Ta_Tam
Похоже на перевод рекламной брошюры
5
Предсказуемо, на разных участках нужна разная плотность в зависимости от назначения изделия,, сопромат уже существует как дисциплина и к изучению доступна всем желающим. Все это выглядит занимательно, но увы, в зачаточном состоянии.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

✦ ИИ  У «страшного» гуся нет ни одного зуба, но траву он срезает лучше коровы — и вот как это работает

Я тоже раньше думала, что у гуся зубы. Но это не так: его клюв усеян роговыми зазубринами, а в желудке лежат камни. Вот как эта птица ест траву и почему её боятся.

Почему деревья озера Каинды не сгнили за 130 лет под водой?

Из воды озера Каинды в Казахстане поднимаются десятки голых еловых стволов. Над поверхностью они давно побелели и лишились ветвей, тогда как под водой на тех же деревьях сохранились боковые...

Почему современный хлеб быстро плесневеет, а раньше это встречалось редко

Многие могут помнить времена, когда обычный хлеб был совсем другим. Он был плотнее, сытнее, продавался без пакетов, а главное — он почти не покрывался плесенью. Да, плесень появлялась,...

Почему лиса во время охоты вдруг подпрыгивает почти вертикально и ныряет головой прямо в траву

Лиса идёт по полю медленно, временами останавливается и будто прислушивается к самой земле. Затем замирает, наклоняет голову, делает несколько осторожных шагов — и внезапно происходит...

Город в Австралии, где люди добровольно ушли жить под землю. Что заставило их это сделать

Если подъезжать к Кубер-Педи по шоссе Стюарт, огромного подземного города сначала не видно. Вокруг лежит сухая равнина почти без деревьев, из земли торчат вентиляционные трубы, а окрестности...

Почему на виниловых пластинках практически нет стереобаса: тупик канавки 45/45

Включите почти любую качественную виниловую пластинку и присмотритесь к тому, откуда идёт бас. Гитары могут разъезжаться по краям стереокартины, тарелки шелестеть где-то справа, а низкие частоты...