Technologia druku 3D obok szeregu zalet ma również swoje ograniczenia. Jednym z nich jest czas wytwarzania – jak dotąd podejmowane były liczne próby skrócenia czasu wymaganego do przeprowadzenia procesu druku 3D. Inicjowali je zarówno naukowcy jak i producenci – wśród nich Carbon 3D, twórcy słynnej technologii CLIP dającej możliwość dużo szybszego wytwarzania z materiałów światłoutwardzalnych.
Nie oznacza to jednak, że kolejne próby ulepszania i doskonalenia technologii druku 3D nie są podejmowane. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda po raz kolejny przedstawili własną interpretację addytywnej technologii wytwarzania, która nie tylko daje możliwość szybszego ale i wielomateriałowego druku 3D.
Metoda nosi nazwę MM3D (Multimaterial Multinozzle 3D Printing) i stanowi udaną próbę przyspieszenia procesu wytwarzania przyrostowego z wykorzystaniem materiałów o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych – takich jak twardość czy elastyczność. Celem jaki przyświecał badaczom w pracach nad technologią jest możliwość tworzenia kompleksowych modeli w ramach jednego procesu, zamiast składania go z różnych części.
Tym co wyróżnia metodę na tle innych technologii jest specjalna, wielokanałowa głowica, która pozwala na szybką zmianę do ośmiu materiałów (zdjęcie głowic w grafice przewodniej artykułu). Aby zapobiec niepożądanemu mieszaniu materiałów, kanały połączone są w kształt litery Y, co zapobiega cofaniu się materiału, zachowując wysoką jakość i szczegółowość drukowanych 3D struktur. Szybka zmiana materiału przekłada się również na zwiększenie szybkości całego procesu, eliminując nakłady czasu potrzebne na przełączenie głowic.
Y-kształtna głowica umożliwiająca szybkie przejścia materiałów
Jako rzeczywisty przykład wykorzystania swojej technologii druku 3D naukowcy z Uniwersytetu Harvarda stworzyli ruchomego, miękkiego robota (film poniżej). Projektując go, inspirowali się kształtami przywodzącymi na myśl japońską sztukę składania papieru. Struktura wyposażona została w wewnętrzne kanały, dzięki czemu model może być sterowany pneumatycznie, osiągając przy tym prędkość około 1 cm na sekundę. Co więcej, struktura okazała się na tyle wytrzymała, że pozwoliła robotowi na uniesienie ciężaru aż ośmiokrotnie większego niż jego masa.
To jednak dopiero początek prac nad technologią, a badacze już teraz stawiają sobie kolejne cele do osiągnięcia, które doprowadzą do zwiększenia możliwości metody. Obecnie zespół eksperymentuje z nowymi materiałami, mniejszymi głowicami i bardziej skomplikowanymi układami dysz drukujących 3D, skupiając się na tworzywach cechującymi się zmiennymi właściwościami w czasie.
Szczegóły projektu opisane zostały w artykule „Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing” w czasopiśmie naukowym „Nature”.
Źródło: 3dprintingindustry.com