3D печать с удивительной точностью и скоростью

Исследователи из Лозаннской Федеральной политехнической школы (EPFL) разработали новый высокоточный метод 3D печати для небольших мягких объектов. Весь процесс от начала до конца занимает не больше 30 секунд. В будущем возможно его применение в самых разнообразных сферах, включая 3D-биопечать.

В начале процесса мы имеем полупрозрачную жидкость. Затем, словно по волшебству, в маленьком вращающемся контейнере возникает тёмное пятнышко. Не проходит и полминуты, как на наших глазах формируется конечный продукт. Такой метод разработанный Лабораторией по применению фотонных устройств (LAPD) позволяет воссоздавать небольшие объекты с беспрецедентной точностью, высоким разрешением и за рекордное время. Работа была опубликована в журнале Nature Communications, а компания Readily3D готовит устройство к серийному производству.

Эта передовая технология может быть применена очень широко, но её преимущества перед существующими методами – возможность печатать объекты самого разнообразного строения – делают её идеальной для применения в медицине и биологии. Например, можно создавать ткани, органы, слуховые аппараты, зубные протезы.

 "Традиционная 3D-печать, также известная как аддитивная технология, строит деталь слой за слоем, – объясняет Дамиен Лотерье (Damien Loterie), сотрудник Readily3D. – Но проблема в том, что сделанные таким образом мягкие объекты быстро разваливаются". Новый метод позволяет создать тонкие и сложно устроенные каркасы, в которых клетки смогут развиваться в благоприятной и защищённой от загрязнений среде. Группа учёных в тесном сотрудничестве с хирургами уже тестирует напечатанные таким образом артерии. "Результаты первых испытаний на редкость обнадёживающие", - говорит Лотерье.

Новая технология основана на тех же принципах, что и широко применяемая в медицине томография. Модель объекта строится с помощью сканирования его поверхностей, и главным инструментом является луч света.

Новый принтер работает, посылая лазерный луч сквозь полупрозрачный гель – биочернила или жидкий пластик. "Всё работает с помощью света" - объясняет сотрудник Readily3Ds Поль Дельро (Paul Delrot) "Лазерный луч переводит жидкость в твёрдое состояние путём полимеризации. В зависимости от того, что именно требуется построить, мы используем разные алгоритмы, которые вычисляют, куда именно мы должны направить луч, под каким углом и для какого воздействия".

Сейчас по такой системе можно создавать структуры размером до двух сантиметров с точностью до 80 микрометров (приблизительно диаметр волоса). Но команда разрабатывает новое устройство, которое позволит создавать гораздо более крупные объекты (до 15 см). "Технология также может быть использована для быстрого изготовления миниатюрных силиконовых и акриловых деталей, которые не потребуют доработки после печати" - заявил глава Лаборатории Кристофер Мозер. Вероятно, новое устройство будет пользоваться спросом у дизайнеров интерьеров и в этом качестве сможет стать коммерчески успешным.