POINT.X (2018-19)
Google překladač: English Deutsch
Qlik Sense Tour 2018
Control

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

3D tiskárna s nanopřesností

Pondělí, 26 Březen 2012 11:38

Tags: 3D tisk | Litografie | TU Wien

3D-tiskarna-s-nanopresnosti--1213Tisk trojrozměrných objektů s neuvěřitelně jemnými detaily je nyní možný pomocí „dvoufotonové litografie“. Díky této technologii je možné vyrobit drobné stavby v nanometrovém měřítku. Vědci na Technické univerzitě ve Vídni (TU Wien) nyní dělal hlavní průlom v urychlení této tiskové techniky: vysoce přesná 3D tiskárna na TU Wien je o několik řádů rychlejší než podobná zařízení (viz video níže). Tím se otevírají zcela nové možnosti využití, například v medicíně.
Dytron

3D tiskárna používá tekutou pryskyřici, která je přesně vytvrzena na správných místech zaměřením laserového paprsku. Ohnisko laserového paprsku je vedeno skrz pryskyřici pohybujícími se zrcadly a zanechává za sebou polymerizovanou linii pevného polymeru jen několik stovek nanometrů širokou. Toto vysoké rozlišení umožňuje vytváření složitě strukturovaných modelů malých jak zrnko písku. „Až doposud byla tato použitá technika docela pomalá,“ říká profesor Jürgen Stampfl z Ústavu materiálových věd a technologií na TU Wien. „Použitá rychlost tisku se měří v milimetrech za sekundu – naše zařízení může dělat pět metrů za sekundu.“ Ve dvoufotonové litografii to je světový rekord.


Video ukazuje 3D tiskový proces v reálném čase. Vzhledem k velmi rychlému vedení laserového paprsku je 100 vrstev, z nich každá se skládá z přibližně 200 jednotlivých čar, vyrobeno během  čtyř minut.

Tento úžasný pokrok byl umožněn kombinací několika nových nápadů. „Velmi důležitým bylo zlepšení řídícího mechanismu zrcadla,“ říká Jan Torgersen (TU Wien). Během procesu tisku jsou zrcadla neustále v pohybu. Časy zrychlení a zpomalení musí být naladěny velmi přesně, aby bylo dosaženo výsledku vysokého rozlišení při rekordní rychlosti.
3D tisk není jen o mechanice – klíčovou roli v tomto projektu má také chemie. „Pryskyřice obsahuje molekuly, které jsou aktivovány laserovým světlem. Ty vyvolávají řetězovou reakci v dalších složkách pryskyřice, tzv. monomerech, a přeměňuje je v pevnou látku,“ říká Jan Torgersen. Tyto iniciační molekuly jsou aktivní pouze v případě, že absorbují dva fotony laserového paprsku najednou – a to se děje pouze v samém středu laserového paprsku, kde je intenzita nejvyšší. Na rozdíl od konvenčních 3D-tiskových technik může být vytvořen pevný materiál kdekoli v tekuté pryskyřici, a nejen pouze na povrchu dříve vytvořené vrstvy. Proto před výrobou další vrstvy nemusí být pracovní plocha speciálně upravená (viz video), což ušetří spoustu času. Tým chemiků pod vedením profesora Roberta Lišky (TU Wien) vyvinul pro tuto speciální pryskyřici vhodné iniciátory.
3Dntisk_1213
Jan Torgersen a Peter Gruber v laboratoři 3D tisku

Vědci na celém světě dnes pracují na 3D tiskárnách – na vysokých školách, stejně jako v průmyslu. „Konkurenční výhoda naší Technické univerzity ve Vídni vychází z faktu, že máme odborníky z velmi rozdílných oblastí, kteří pracují na různých částech tohoto problému na jedné univerzitě,“ zdůrazňuje Jürgen Stampfl. V nauce o materiálech, procesním inženýrství nebo v optimalizaci zdrojů světla, všude tam jsou odborníci pracující společně a přicházející se vzájemnými pobídkovými nápady.
Vzhledem k dramaticky se zvyšující rychlosti lze nyní vytvářet v daném časovém období mnohem větší objekty. Tím se dvoufotonová litografie stává zajímavou technikou pro průmysl. Na TU Wien nyní vědci vyvíjejí bio-kompatibilní pryskyřice pro lékařské aplikace. Mohou být použity k vytvoření podpůrných konstrukcí, na které lze připojovat samotné živé buňky a usnadnit tak systematické vytváření biologických tkání. 3D tiskárna může být také použita k vytvoření stavební dílů na míru pro bio-medicínské technologie nebo nanotechnologie.
3D_TBStephansdom1213
Tower Bridge a Stephansdom (aut. Klaus Cicha) v nanorozměrech

Mohlo by vás zajímat:
 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit