Zapomeňte vše, co jste věděli o 3D tisku: Přichází Replikátor!  
Nová technologie 3D tisku tomografickou rekonstrukcí nevytváří vrstvu objektu za vrstvou. Namísto toho tiskne celé objekty v celku tak, že září světem do pryskyřice, která pak ztvrdne. Přezdívá se tomu Replikátor, protože dovede zhmotnit prakticky jakýkoliv objekt, tedy alespoň jeho obrysy.
3D tištěná verze Myslitele od francouzského sochaře Augusta Rodina. Kredit: University of California, Berkeley.
3D tištěná verze Myslitele od francouzského sochaře Augusta Rodina. Kredit: University of California, Berkeley.

Dnešní doba žije 3D tiskem. Každou chvíli se vynořují novinky a zajímavé nápady, které dále rozšiřují možnosti této pozoruhodné technologie. Nedávno se objevila převratná 3D tiskárna, která netiskne požadované trojrozměrné objekty po vrstvách, ale vykreslí je světlem do pryskyřice, která následně ztvrdne.

 

Hayden Taylor. Kredit: University of California, Berkeley.
Hayden Taylor. Kredit: University of California, Berkeley.

Inženýr Hayden Taylor z Kalifornské univerzity v Berkeley a jeho spolupracovníci svému výtvoru přezdívají Replikátor. Je to samozřejmě pocta Star Treku a jeho populárním zařízením, které dovedou vyrobit téměř cokoliv, od potravin, až po součástky. 3D replikátor naše světa přivádí rekvizity science-fiction zas o něco blíže realitě. Výsledky práce Taylorova týmu uveřejnil prestižní časopis Science.

 

Podle Taylora jejich 3D tiskárna funguje jako počítačová tomografie (CT) naruby. V CT skenerech rotuje kolem pacienta trubice vydávající rentgenové záření a pořizuje spoustu snímků útrob pacienta. Pak počítač zpracuje syrová data a ze snímků vytvoří výsledný 3D snímek.

Replikátor v akci. Kredit: University of California, Berkeley.
Replikátor v akci. Kredit: University of California, Berkeley.


3D Replikátor tenhle proces obrací a pracuje takzvanou tomografickou rekonstrukcí. Nové metodě v Berkeley říkají CAL, podle anglického Computed Axial Lithography. Počítač nejprve tisknutý 3D objekt rozloží na 2D snímky z mnoha různých úhlů. Tyto 2D snímky pak běžný diaprojektor promítá do válcovité nádoby, která obsahuje kapalný akrylát. Projektor postupně promítá snímky tisknutého objektu pořízené ze všech stran a nádoba s pryskyřicí podle toho rotuje.

 

3D tisk metodou CAL. Kredit: Kelly et al. (2019), Science.
3D tisk metodou CAL. Kredit: Kelly et al. (2019), Science.

Když množství záření dopadajícího na objekt z projektoru přesáhne určitou mez, tak obsah nádoby začíná tvrdnout. Dochází k tomu, protože akrylát v nádobě absorbuje fotony. Když jejich množství přesáhne limit, tak se v akrylátu rozběhne polymerizace. Molekuly pryskyřice se propojí do řetězců a vytvoří plastový materiál. Pro objekt velikosti pár centimetrů trvá takový 3D tisk asi dvě minuty. Zbývající akrylát zůstane kapalný a prostě odteče.

 

3D tisk Replikátorem je podle Taylora flexibilnější, než dnešní standardní 3D tisk. Vytištěné objekty jsou podobnější originálu. Mají také v porovnání s tiskem soudobých 3D tiskáren hladší povrch, což by mělo být užitečné v mnoha aplikacích, například při zpracování optických součástek. Stejně tak by tato technologie podle svých autorů měla být užitečná při tisku součástek pro medicínu.


Video: 3D printing with light


Literatura
Nature News 31. 1. 2019, Science online 31. 1. 2019.

Datum: 02.02.2019
Tisk článku

Související články:

Jak vytisknout 3D kostru živého zvířete?     Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2013)
3D tiskárna s inkoustem plným bakterií tiskne žijící objekty     Autor: Stanislav Mihulka (14.12.2017)
Hewlett-Packard brzy zahájí masovou výrobu revoluční 3D tiskárny na kov     Autor: Stanislav Mihulka (14.09.2018)



Diskuze:

Svými plnými, mimořádně lesklými koulemi (extremally shining full balls) se Replikátor bezostyšně chlubí na obr. S3A v supplementu 10.1126/science.aau7114

Josef Hrncirik,2019-02-06 16:39:51

Odpovědět

Vážně

Josef Šoltes,2019-02-03 23:58:32

Tohle je poněkud divná novinka s ohledem na to, že třeba společnost Carbon 3D tuto metodu (či velmi podobnou) již dávno používá v průmyslovém měřítku a její výrobky si lze běžně koupit, byť jsou drahé jako pes.

Odpovědět


Re: Vážně

Oskar Zemcik,2019-02-06 15:31:36

To se mi nezdá, na stránkách (carbonu) mají ukázku jejich zařízení a to evidentně funguje klasicky po vrstvách v ose z. Tohle rotující zařízení nedokáže zajistit stabilní polohu vznikajícího tělesa a těžko s ním vyrobím něco většího, když to musím prosítit skrz. Je to krásně vidět na těch zdeformovaných pokusech. Nicméně myšlenka je to pěkná, jen asi nepoužitelná.

Odpovědět

Letem světem

Jirka Niklík,2019-02-03 02:43:22

"...září světem do pryskyřice.." Takový podtitulek zaujme!

Odpovědět


Prohlédněte si pozorně zblízka, jak dopadne každý Myslitel! Již na obr.1 je vidět, že jeho levý biceps je zcela atrofický, jeho původně ostře řezané rysy se rozpliznou a jeho sedací a svěrací svalstvo neobyčejně zbytní!

Josef Hrncirik,2019-02-03 19:54:21

Samozřejmě přijde o obě uši a přehršel prstů. Zápěstí pravé ruky mu po výslechu drží pouze silou vůle na malé hlavici kovového implantátu, což je nejlépe vidět na titulní straně videa, které je jen opačně puštěné, dobře nasvícené rozpouštění Myslitele (u kterého bylo CT vyšetřením ve 39 vteřině videa zjištěno, že je schopen samostatného myšlení i v kyselině).
V nejvíce podroušeném (ohlodaném) stavu je černý myslitel v obr. 4E.
Ke tvorbě pevné fáze dochází až po pohlcení polymeraci inhibujícího kyslíku ve vytvrzované oblasti radikály z osvětleného fotoiniciátoru a zahájení vlastní polymerace.
Kyslík se však do vytvrzovaného místa dostává z blízkého okolí difúzí a světlo se gelem rozptyluje (proto začíná být Myslitel vidět jak roste). To snižuje prostorovou přesnost vytvrzování. Nejlépe je to vidět z fig.S20 supplements, kde je udávaná chyba i jednoduchých tvarů běžně 2-9%, kdy již Myslitele nepozná ani vlastní matka.
V S3 A je vidět, že např. koule má zatím k dokonalosti velmi daleko a Myslitel Hydrogelový je v hluboké depresi.
Při pohledu na Myslitele na S4 jsem se před přečtením legendy mylně domníval, že jde o rosničky v depresi (tlakové níži)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace