Non lasciarti ingannare dal nome. Mentre le stampanti 3D stampano oggetti tangibili (e abbastanza bene), il modo in cui svolgono il lavoro in realtà non accade in 3D, ma piuttosto nel normale vecchio 2D.
A lavorare per cambiare questo è un gruppo di ex e attuali ricercatori del Rowland Institute di Harvard.
Innanzitutto, ecco come funziona la stampa 3D:le stampanti depongono strati piatti di resina, che si induriscono in plastica dopo essere stati esposti alla luce laser, uno sopra l'altro, ancora e ancora dal basso verso l'alto. Alla fine, l'oggetto, come un teschio, prende forma. Ma se un pezzo della stampa sporge, come un ponte o un'ala di un aereo, richiede un qualche tipo di struttura di supporto piatta per stampare effettivamente, altrimenti la resina si sfalderà.
I ricercatori presentano un metodo per aiutare gli stampatori a essere all'altezza dei loro nomi e fornire una "vera" forma di stampa 3D. In un nuovo articolo su Natura , descrivono una tecnica di stampa 3D volumetrica che va oltre l'approccio dal basso verso l'alto a strati. Il processo elimina la necessità di strutture di supporto perché la resina che crea è autoportante.
"Quello che ci chiedevamo è, potremmo effettivamente stampare interi volumi senza dover eseguire tutti questi passaggi complicati?" ha detto Daniel N. Congreve, assistente professore a Stanford ed ex borsista al Rowland Institute, dove si è svolta la maggior parte della ricerca. "Il nostro obiettivo era utilizzare semplicemente un laser che si muovesse per creare un vero modello in tre dimensioni e non essere limitato da questo tipo di natura strato per strato delle cose".
Il componente chiave del loro nuovo design è trasformare la luce rossa in luce blu aggiungendo il cosiddetto processo di upconversion alla resina, il liquido reattivo alla luce utilizzato nelle stampanti 3D che si indurisce in plastica.
Nella stampa 3D, la resina si indurisce in una linea piatta e retta lungo il percorso della luce. Qui, i ricercatori usano nanocapsule per aggiungere sostanze chimiche in modo che reagisca solo a un certo tipo di luce, una luce blu nel punto focale del laser che viene creata dal processo di upconversion. Questo raggio viene scansionato in tre dimensioni, quindi viene stampato in questo modo senza che sia necessario sovrapporlo a qualcosa. La resina risultante ha una viscosità maggiore rispetto al metodo tradizionale, quindi può resistere senza supporto una volta stampata.
"Abbiamo progettato la resina, abbiamo progettato il sistema in modo che la luce rossa non faccia nulla", ha detto Congreve. "Ma quel puntino di luce blu innesca una reazione chimica che fa indurire la resina e trasformarsi in plastica. Fondamentalmente, ciò significa che hai questo laser che attraversa tutto il sistema e solo a quel piccolo blu ottieni la polimerizzazione , [solo lì] si ottiene la stampa. Scansioniamo semplicemente quel punto blu in tre dimensioni e ovunque quel punto blu lo colpisce polimerizza e ottieni la tua stampa 3D. "
I ricercatori hanno utilizzato la loro stampante per produrre un logo 3D Harvard, il logo Stanford e una piccola barca, un test standard ma difficile per le stampanti 3D a causa delle dimensioni ridotte della barca e dei dettagli raffinati come gli oblò sporgenti e gli spazi aperti della cabina.
I ricercatori, che includevano Christopher Stokes del Rowland Institute, hanno in programma di continuare a sviluppare il sistema per la velocità e di perfezionarlo per stampare dettagli ancora più fini. Il potenziale della stampa 3D volumetrica è visto come un punto di svolta, perché eliminerà la necessità di strutture di supporto complesse e accelererà notevolmente il processo quando raggiungerà il suo pieno potenziale. Pensa al "replicatore" di "Star Trek" che materializza gli oggetti tutti in una volta.
Ma in questo momento, i ricercatori sanno di avere molta strada da fare.
"Stiamo davvero solo iniziando a scalfire la superficie di ciò che questa nuova tecnica potrebbe fare", ha detto Congreve. + Esplora ulteriormente
