Tecnologia di stampa 3D Xolography. un, Illustrazione resa della zona di stampa e dei percorsi di reazione fotoindotti associati del DCPI. B, Spettro di assorbimento di DCPI in resina 1 in condizioni di oscurità (grigio) e irradiazione UV a 375 nm (blu). C, Cinetica di fotocommutazione sondata a 585 nm:generazione dello stato attivo DCPI durante l'irradiazione UV a 375 nm a 1,5 mW cm -2 per 145 s, seguito da rilassamento termico allo stato fondamentale al buio. Credito: Natura (2020). DOI:10.1038/s41586-020-3029-7
Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni in Germania ha sviluppato una nuova chimica per un migliore controllo del volume del liquido nella produzione additiva volumetrica. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive il loro processo e come ha funzionato quando è stato testato.
La stampa tridimensionale ha fatto notizia negli ultimi dieci anni poiché ha rivoluzionato il processo di produzione di un'ampia varietà di prodotti. La maggior parte della stampa 3D prevede il controllo di portali che lavorano insieme per posizionare un ugello che applica diversi tipi di materiale a una base per costruire prodotti. Più recentemente, sono stati sviluppati alcuni nuovi tipi di stampanti 3D per la produzione additiva volumetrica, o VAM, che utilizzano la luce laser per indurre la polimerizzazione in un precursore liquido per creare prodotti. Funzionano costruendo i prodotti uno strato alla volta. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno migliorato il modo in cui inizia la polimerizzazione nelle applicazioni VAM. Aggiungendo la capacità di controllare il volume del precursore liquido coinvolto nel processo di iniziazione, sono stati in grado di aumentare di 10 volte la risoluzione della stampa VAM. Chiamano il loro processo xolografia recentemente migliorato perché prevede l'uso di due fasci di luce incrociati per solidificare un oggetto desiderato.
Il processo inizia con la creazione di un foglio di luce rettangolare utilizzando un laser sparato in una vasca di precursore liquido. Il laser eccita le molecole precursori all'interno del rettangolo, preparandoli per il secondo raggio di luce. Il secondo laser viene quindi diretto nel rettangolo come una fetta di immagine preformata. Quando la fetta viene proiettata nel rettangolo, le molecole precursori eccitate si solidificano in un polimero, formando una fetta solidificata. Il volume di resina viene quindi spostato (il foglio leggero rimane fisso in posizione) in modo che il processo possa essere ripetuto per creare un'altra fetta. Il processo generale viene ripetuto, creando più fette man mano che procede, fino a ottenere la forma desiderata.
I ricercatori hanno dimostrato la migliore risoluzione della loro tecnica stampando prima in 3-D una minuscola pallina intrappolata all'interno di una gabbia sferica di 8 mm di diametro. Lo hanno seguito stampando una lente di Powell asferica e poi un busto di un essere umano di 3 cm di diametro.
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