Теги → 3d-печать
Быстрый переход

Ключом к высокоёмким литиевым аккумуляторам может стать лазерная 3D-печать

Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса (LLNL) получила от властей грант на $1,5 млн на разработку технологии лазерной 3D-печати катодов для высокоёмких литиевых аккумуляторов. В исследовании будут использоваться катодные порошки компании Ampcera, для чего с ней заключено партнёрское соглашение. Лазерная 3D-печать может открыть путь к массовому производству доступных по цене и ёмких литийсодержащих батарей, в которых нуждаются все.

 Источник изображения: Jianchao Ye/LLNL

Источник изображения: Jianchao Ye/LLNL

Сегодня катоды литийсодержащих аккумуляторов изготавливаются методом литья и в процессе нанесения покрытий. Рабочее вещество растворяется в растворителях, наносится на электроды и в формы, а затем долго сушится. Это дорого, неэффективно и не позволяет создавать структуры выше определённой толщины, что, в свою очередь, задерживает появление быстро заряжающихся аккумуляторов и вредит наращиванию плотности энергии аккумуляторами.

В то же время индустрия уже освоила лазерную 3D-печать с помощью порошков металлов и соединений. Исследователи из LLNL как раз займутся вопросами спекания катодных порошков с алюминиевыми электродами методом селективного лазерного плавления (Laser Powder Bed Fusion, L-PBF).

«Экологически безопасный процесс позволяет обрабатывать толстые высокоёмкие трёхмерные катодные структуры, что позволит литийионным батареям достичь цели быстрой зарядки — 80 % заряда за 15 минут или меньше», — сказал ведущий исследователь LLNL Цзяньчао Йе (Jianchao Ye). — Благодаря отсутствию растворителя сверхбыстрая лазерная обработка позволяет осуществлять крупномасштабное производство батарей с более высокой производительностью, более низким энергопотреблением и стоимостью и, вероятно, улучшенной плотностью мощности и энергии».

Компания Ampcera обладает сильным портфелем технологий в области высокоэффективных твердотельных электролитов и электродных материалов. Ampcera предоставит LLNL самые современные и высокотехнологичные катодные порошки для обработки L-PBF.

«После разработки 3D-структурированных катодов мы рассчитываем расширить технологию до дизайна анодов, а также продолжить изучение её применения в полностью твердотельных литийметаллических батареях с ещё более высокими плотностями энергии и мощности», — сказал Хуэй Ду (Hui Du), соучредитель и технический директор компании Ampcera.

США заплатили за полёт своего астронавта на «Союзе» в рублях

Генеральный директор государственной корпорации «Роскосмос» Дмитрий Рогозин рассказал о работах в рамках проекта Международной космической станции (МКС).

 Источник изображений: «Роскосмос»

Источник изображений: «Роскосмос»

По его словам, Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) заплатило за полёт своего астронавта Марка Ванде Хая на российском корабле «Союз» в рублях.

«Мы получили полное финансирование со стороны компании Axiom, которая выступала посредником в организации этого полёта. Задержка оплаты была ровно на месяц. Все средства пришли в полном объёме в рублях», — сообщил господин Рогозин.

В настоящее время продолжаются переговоры между «Роскосмосом» и NASA о перекрёстных полётах на МКС. Как отметил Дмитрий Рогозин, после подписания этого соглашения Россия и США обеспечат взаимное включение своих космонавтов и астронавтов в смешанные экипажи.

«Соответственно подтверждаем, что с нашей стороны будет предложена кандидатура космонавта Анны Кикиной, которая уже сейчас проходит дополнительную подготовку по программе НАСА», — сообщил руководитель «Роскосмоса».

Кроме того, Дмитрий Рогозин затронул тему 3D-печати на борту будущей российской орбитальной станции. Предполагается, что этот комплекс будет содержать конструкции, подлежащие возможному разрушению и расщеплению на порошок, который в дальнейшем можно использовать для формирования деталей методом 3D-печати и дальнейшего ремонта узлов станции.

«Я условно называю эту работу "Самоед", когда с помощью 3D-принтера используются второстепенные элементы станции, чтобы их превратить в сырьё. Для околоземной орбиты это, может быть, не столь актуально, но для дальних экспедиций это безальтернативно», — заключил господин Рогозин.

В России создан вакуумный 3D-принтер с роботом-манипулятором — он может печатать из титана

Государственная корпорация «Ростех» сообщает о разработке передовой установки для 3D-печати, которая позволит «выращивать» сверхпрочные детали из титана и жаропрочной стали для авиационной и космической индустрии. Речь идёт о вакуумном электронно-лучевом 3D-принтере. Проект реализован Научно-исследовательским технологическим институтом «Прогресс» под управлением компании «РТ-Капитал» госкорпорации «Ростех».

 Источник изображения: «Ростех»

Источник изображения: «Ростех»

Главная особенность установки — всеракурсный робот-манипулятор, который позволяет формировать изделия сложной конструкции и различных форм в условиях вакуума. Система даёт возможность печатать детали повышенной прочности. В качестве материала установка использует специальную проволоку из жаропрочных сталей, титана и алюминиевых сплавов. Она подаётся в рабочую вакуумную камеру, где деталь «выращивается» с помощью электронно-лучевой сплавки.

«Изделия, изготовленные в вакууме, обладают повышенными прочностными характеристиками. Например, предел прочности нержавеющей стали возрастает до 16 %. Кроме того, технология печати методом электронно-лучевой плавки позволяет изготавливать детали практически любой сложности, в том числе изделия размером всего 0,2 мм», — отмечает «Ростех».

Система предназначена прежде всего для научных исследований, а также тестирования новых технологических решений для авиационной и космической промышленности.

Российские учёные научились тонкой 3D-печати из вольфрама — это пригодится в науке и медицине

Сообщается, что учёные НИТУ «МИСиС» впервые в мире предложили технологию создания тонкостенных 3D-деталей сложной формы из вольфрама методом селективного лазерного плавления. Трудность в том, что вольфрам — металл исключительной тугоплавкости, а при комнатной температуре очень хрупкий. Просто так из вольфрама изделия сложной формы с тонкими стенками не сделать, а они нужны для прорывных научных экспериментов и в медицине.

 Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

«Несмотря на тугоплавкость вольфрама, нам удалось подобрать технологические параметры 3D-печати для производства тонкостенных деталей из него по технологии селективного лазерного плавления. Изучение условий формирования ванны расплава для вольфрама при воздействии лазерного излучения позволило увеличить разрешающую способность печати вольфрама до физически возможного предела», — рассказал представитель группы разработчиков, научный сотрудник лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС», к.ф.-м.н. Иван Пелевин.

Температура плавления вольфрама составляет 3422 °C. При этом он эффективно поглощает радиационное излучение и мало подвержен коррозии. Разработанный метод позволяет печатать конструкции со стенкой толщиной в 100 мкм. Это может быть использовано для изготовления деталей для экспериментов на российских ускорителях частиц и для создания фокусирующих элементов для лучевой терапии опухолей.

Объёмные тонкостенные 3D-модели из вольфрама могут быть использованы для создания нового поколения детектора частиц высоких энергий — калориметра. Калориметры являются неотъемлемым инструментом ускорителей, включая Большой адронный коллайдер. Из тонкостенного вольфрама изготавливают абсорберы излучения, которые способны поглощать частицы высоких энергий. В процессе поглощения формируется так называемый электромагнитный ливень, который даёт представление о характеристиках исходных частиц — это позволит получить новые знания о свойствах адронов с тяжёлыми кварками.

В медицине фокусирующие экраны из тонкостенного вольфрама помогают сконцентрировать излучение на опухолевой ткани и защитить здоровую. Новая технология 3D-печати из вольфрамового порошка с помощью лазеров обещает не задержаться с внедрением, но сами учёные никаких прогнозов не дают.

Учёные из MIT разрабатывают технологию 3D-печати «деревянной» мебели из натурального биогеля

Учёные из всемирно известного Массачусетского технологического института (MIT) нашли потенциальный способ делать натуральную деревянную мебель и другие объекты любой формы с помощью 3D-печати. В перспективе это позволит защитить окружающую среду от истощения.

 Zinnia elegans / Источник изображения: manfredrichter/pixabay.com

Zinnia elegans / Источник изображения: manfredrichter/pixabay.com

Дерево можно отнести к возобновляемым ресурсам, но пока человечество расходует его так быстро, что леса не успевают восстановиться. Как сообщается на сайте MIT, ежегодно общая площадь лесов в мире уменьшается на участок размером с Исландию — это крайне негативно влияет как на состояние дикой природы, так и на климат.

Команда учёных из MIT продемонстрировала технологию, позволяющую в лабораторных условиях создавать очень похожий на дерево материал из растительных клеток. При этом они научились в некоторой степени управлять как его плотностью, так и прочностью.

Идея учёных заключается в создании изделий заданной формы без необходимости последующей обработки с неизбежным расходом энергии и появлением отходов производственной деятельности. По словам ведущего автора исследования Эшли Беквит (Ashley Beckwith), имеется большой ресурс для масштабирования технологии и выращивания трёхмерных структур.

Для начала учёные взяли клетки растения циннии изящной (Zinnia elegans), после чего их поместили на два дня в жидкую среду, а потом преобразовали в специальный, более густой биогель с питательными веществами и двумя типами фитогормонов — меняя их содержание в составе, можно управлять физическими и механическими свойствами будущего материала.

После этого команда начала печатать с помощью биогеля фигуры различной формы — примерно таким же образом осуществляется 3D-печать. После трёх месяцев инкубации в темноте материал подвергся обезвоживанию, а окончательный результат представлял собой объект из древоподобной материи. В одном из тестов учёным даже удалось создать из материала модель дерева.

 Источник изображения: news.mit.edu

Источник изображения: news.mit.edu

Эксперименты проводились с различным уровнем фитогормонов — их пониженный уровень приводил к более низкой плотности, а повышенный позволял создавать более жёсткие структуры. Подобные эксперименты в перспективе позволят создавать более лёгкие и мягкие или, наоборот, более жёсткие объекты.

Конечная цель — разработать технологию, позволяющую просто печатать вещи и мебель из дерева, не уничтожая настоящий лес. Возможно, процесс можно будет начать с небольших объектов вроде декоративных фигур, после чего, возможно, удастся применить его для создания стульев или, например, строительных каркасов и досок.

 Источник изображения: antmoreton/pixabay.com

Источник изображения: antmoreton/pixabay.com

На следующем этапе учёные планируют найти способ использования в качестве основы клетки других растений. Цинния не является деревом, но в перспективе за основу можно взять нечто вроде клеток сосен — это может стать настоящим научным прорывом.

Для 3D-печати на МКС будут использоваться полимерные материалы

Первая 3D-печать на российском сегменте Международной космической станции будет вестись из полимерных материалов. Об этом пишет информационное агентство ТАСС со ссылкой на слова директора исследовательско-аналитического центра госкорпорации «Роскосмос» Игоря Поташного.

 Источник изображений: «Роскосмос»

Источник изображений: «Роскосмос»

«На начальном этапе это будут какие-то полимерные материалы, которые просты», — сообщил господин Поташный в ответ на вопрос касательно материалов, которые планируется использовать в качестве сырья при проведении экспериментов по 3D-печати на МКС.

Глава исследовательско-аналитического центра также сообщил, что в перспективе рассматривается возможность проведения экспериментов по формированию материалов, необходимых, в том числе, для напланетной деятельности. Ранее сообщалось, что 3D-принтер, созданный инженерами Ракетно-космической корпорации «Энергия», планируется доставить на орбитальную станцию на грузовом корабле «Прогресс МС-20», запуск которого намечен на 3 июня.

Первые эксперименты с использованием 3D-принтера на МКС проведут космонавты Олег Артемьев и Денис Матвеев. Полученные во время экспериментов образцы позднее будут возвращены на Землю для анализа их характеристик и выявления особенностей. Согласно имеющимся данным, с помощью 3D-принтера космонавты смогут изготовить крышки для электроразъёмов разной номенклатуры, лопатки для исследований, гаечные ключи, крепёжные средства и другие изделия.

Российский 3D-принтер прибудет на МКС в июне

Государственная корпорация «Роскосмос» сообщает о том, что в следующем месяце на российский сегмент Международной космической станции (МКС) планируется доставить 3D-принтер.

 Источник изображений: «Роскосмос»

Источник изображений: «Роскосмос»

Устройство разработано специалистами РКК «Энергия» имени С. П. Королева совместно с Томским политехническим университетом и Томским государственным университетом. Цель проекта — отработка аддитивных технологий на орбите.

Принтер отправится на МКС в июне на грузовом корабле «Прогресс МС-20». Первым работать с устройством предстоит экипажу экспедиции МКС-67 — космонавтам «Роскосмоса» Олегу Артемьеву, Денису Матвееву и Сергею Корсакову.

Установка позволит космонавтам изготавливать, в частности, крышки для электроразъёмов различной номенклатуры, лопатки для исследований, гаечные ключи и другие инструменты, крепёжные изделия и пр.

«На принтере из термопластичных полимеров методом послойного наложения расплавленной полимерной нити (филамента) будут печататься образцы и детали, которые в большом количестве используются на борту станции», — говорится в сообщении.

Некоторые полученные образцы будут доставлены на Землю для исследования механических характеристик: это позволит всесторонне изучить влияние микрогравитации на 3D-печать.

NASA вложится в создание 3D-принтера для массового производства хрящевой ткани на орбите

NASA курирует целый ряд проектов, которые в будущем могут помочь коммерциализировать производство на орбите. Одним из таких проектов стала разработка 3D-принтера для массовой печати хрящевой ткани в условиях микрогравитации. Такие принтеры почти не требовали бы обслуживания и могли бы производить хрящи на заказ для имплантации пациентам на Земле.

 Источник изображения: Jake Long/TID

3D-принтер The Replicator. Источник изображения: Jake Long/TID

Технология быстрой фотополимерной печати 3D-моделей под названием «компьютерная аксиальная литография (CAL) разработана совместно учёными Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) и специалистами Калифорнийского университета в Беркли. На её основе представлен 3D-принтер под названием The Replicator. Буквально на днях мы рассказывали, как «репликатор» приспособили для печати тончайших стеклянных моделей.

3D-печать в условиях невесомости позволяет без лишних сложностей напечатать точнейшую копию модели. Именно этим привлекательна работа 3D-принтеров на орбите. Форма модели будет держаться идеально, не растечётся и останется с аккуратными краями, что снизит затраты на финальную обработку. Для печати хрящевых имплантатов под заказ это станет коммерчески выгодным решением. Принтер напрямую соединяется с установкой для компьютерной томографии и получает точнейшую объёмную копию объекта, который необходимо создать.

Принтер The Replicator проецирует цифровую модель в толщу прозрачной полимерной смолы. В тех местах, где происходит необходимая по силе засветка, смола почти мгновенно затвердевает. Остаётся слить остатки смолы для производства последующих моделей и промыть готовую.

Вместе со специалистами LLNL грант NASA на разработку коммерческого 3D-принтера The Replicator получила компания Space Tango из штата Кентукки. Вместе они будут доводить установку до ума. Компания Space Tango с 2017 года провела на МКС свыше 200 биологических и других экспериментов и имеет достаточно опыта, чтобы добиться успеха.

Учёные научились быстро печатать сложные 3D-структуры из стекла — это пригодится для биотехнологий, оптики и не только

Химически и термически устойчивое стекло намного предпочтительнее в промышленности, медицине и науке, чем пластик. И если люди научились неплохо справляться с печатью пластиковых 3D-моделей, то 3D-печать из стекла могла бы помочь в развитии многих перспективных направлений. Теперь это возможно. Американские и немецкие учёные научились быстро печать стеклянные 3D-модели микронного масштаба.

 Источник изображения: Adam Lau/Berkeley Engineering

Источник изображения: Adam Lau/Berkeley Engineering

В основе предложенной технологии лежит придуманный учёными Фрайбургского университета материал Glassomer и изобретённый в Калифорнийском университете в Беркли метод 3D-печати под названием «компьютерная аксиальная литография» (CAL). Метод CAL был представлен около четырёх лет назад. Это фотополимерный метод печати, при котором в толщу жидкой полимерной смолы под разными углами проецируется 2D-модель. Там где сила света достигает порогового значения, происходит быстрое затвердевание смолы. Потом модель достаточно помыть в растворителе для удаления жидкого состава и модель готова, на что уходят считанные минуты.

Предложенный немцами материал Glassomer представляет собой смесь прозрачного полимера с порошком из кварцевого стекла. В эту прозрачную смесь также можно проецировать модель, после чего происходит её отвердевание. После этого модель помещается в печь, где пластик выжигается, а кварцевый порошок спекается в одно стеклянное изделие.

По словам учёных, которые по результатам работы опубликовали статью в престижном журнале Science, впервые удалось напечатать стекло со структурами в диапазоне 50 микрометров всего за несколько минут, что примерно соответствует толщине человеческого волоса. Кроме того, поверхности компонентов получились более гладкими, чем при использовании обычных процессов 3D-печати.

Возможное применение инновационного производственного процесса видится в создании микрооптических компонентов датчиков, при производстве гарнитур виртуальной реальности и современных микроскопов. «Возможность производить такие компоненты на высокой скорости и с большой геометрической свободой позволит в будущем создавать новые функции и более экономически эффективные продукты», — говорят авторы разработки. Особенно перспективным выглядит производство структур в виде микроканалов для приборов медицинской диагностики в системах на чипе, что откроет путь к новой медицине и лучшему контролю над заболеваниями.

Предприятие «Росатома» готово к 3D-печати аналогов импортных комплектующих, недоступных из-за санкций

Компания «Русатом – Аддитивные технологии» запустила «оперативную линию» для обращения компаний, чья производственная деятельность затруднена либо приостановлена из-за нехватки запасных частей, материалов и комплектующих, которые можно заместить изделиями, напечатанными на 3D-принтерах. При этом «РусАТ» возлагает на себя задачу реверс-инжиниринга замещаемых изделий, обещая создание аналогов, имеющих схожие с оригиналом характеристики.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

«На сегодняшний день в условиях ограниченного доступа к импортным комплектующим ряд предприятий технологического сектора в России столкнулись с проблемой поставок запасных частей и комплектующих для оборудования в таких отраслях как тяжелое машиностроение, энергетика, аэрокосмическая отрасль и ряд других», — говорится в пресс-релизе «Росатома».

При обращении на оперативную линию «РусАТ» по импортозамещению (телефон можно найти по ссылке в пресс-релизе) промышленные предприятия гарантированно получат консультацию по возможности реверс-инжиниринга и производства интересующих деталей, техническую оценку и проведение всех работ для выполнения заказа.

Выйти с подобным предложением ООО «РусАТ» помогло участие в реализации утвержденной федеральным правительством дорожной карты «Технологии новых материалов и веществ», а именно — в части развития до 2030 года аддитивных технологий. Приоритетными направлениями для «РусАТ» в этой программе являются реверс-инжиниринг определённого спектра деталей из металлических сплавов, а также частичное или полное производство методом аддитивных технологий, что позволяет в случае необходимости восстановить производственные цепочки и оптимизировать процессы.

На МКС испытают российскую установку для 3D-печати в космосе

Государственная корпорация «Роскосмос» сообщает о том, что в текущем году на Международной космической станции (МКС) будет проведён эксперимент «3D-печать». Его цель заключается в отработке аддитивных технологий производства изделий из полимерных материалов в космических условиях.

 Источник изображений: «Роскосмос»

Источник изображений: «Роскосмос»

За организацию эксперимента отвечает Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королёва. Предстоящим летом на российский сегмент МКС будет доставлен специализированный 3D-принтер, разработанный в Томском политехническом университете. Он сможет печатать образцы и детали из термопластичных полимеров методом послойного наложения расплавленной полимерной нити. В настоящее время создание принтера находится на завершающем этапе.

Установка для 3D-печати прибудет на МКС в июне 2022 года на борту грузового корабля «Прогресс МС-20». Начать проведение эксперимента предстоит экипажу МКС-67 — космонавтам Олегу Артемьеву, Денису Матвееву и Сергею Корсакову, которые полетят на станцию в марте на пилотируемом корабле «Союз МС-21».

«Полученные образцы 3D-печати будут возвращать на Землю, чтобы учёные смогли сравнить их с такими же образцами, сделанными наземным 3D-принтером. Это позволит всесторонне исследовать влияние микрогравитации на 3D-печать», — говорится в публикации.

В перспективе методом 3D-печати космонавты смогут изготавливать необходимые детали и инструменты непосредственно в космосе, в том числе во время дальних и долгосрочных пилотируемых полётов.

В MIT изобрели способ наносить невидимые человеческим глазом QR-коды

Группа инженеров Массачусетского технологического института (MIT) во главе с аспирантом Мустафой Дога Доганом (Mustafa Doga Dogan) разработала альтернативу повсеместно используемым сегодня штрих- и QR-кодам. В новом варианте метки InfraredTags наносятся на различные предметы при помощи 3D-принтера и остаются невидимыми для невооружённого глаза.

 Источник изображения: news.mit.edu

Источник изображения: news.mit.edu

Глава исследовательской группы рассказал, что идея изобретения пришла к нему в голову, когда он услышал о новом смартфоне с инфракрасной камерой. Основу изобретения составляет предназначенный для 3D-печати пластиковый материал, который пропускает инфракрасный свет, но остаётся непрозрачным в видимом диапазоне. Предложены два варианта создания графических кодов с использованием данной технологии.

В первом варианте чередование нулей и единиц двоичного кода шифруется с помощью толщины пластика. Второй вариант предусматривает использование в одном коде двух видов пластика: прозрачного и непрозрачного в инфракрасном диапазоне. Второй вариант автор проекта считает более предпочтительным, поскольку картинка считывается при помощи недорогой ($20) инфракрасной камеры, а применение двух типов пластика обеспечивает более высокую контрастность изображения.

Инженеры нанесли графические коды InfraredTags на чашку и роутер — в зависимости от угла зрения можно считать название сети или пароль. Кроме того, разработчики продемонстрировали прототип игрового контроллера: он имеет форму шайбы на поверхность которой нанесён графический код, по геометрическим искажениям которого можно определить угол, на который повернут этот контроллер.

На практике коды InfraredTags могут быть использованы на различных устройствах, которые управляются со смартфонов; они также смогут работать совместно с очками дополненной реальности, например, при выборе товаров в розничных магазинах.

Учёные научились печатать гибкие OLED-экраны на 3D-принтере

OLED-экраны широко используются в потребительской электронике, такой как ноутбуки, смартфоны, умные часы и многое другое. Такие дисплеи обычно изготавливаются крупными компаниями, однако, как оказалось, для их производства вовсе не обязательно наличие специализированной фабрики. Исследователи из Университета Миннесоты, США, продемонстрировали первый OLED-экран, напечатанный на небольшом 3D-принтере.

 Источник изображений: Университет Миннесоты

Источник изображений: Университет Миннесоты

В статье, опубликованной в журнале Science Advances в пятницу, исследователи рассказали, как, с помощью 3D-принтера размером со стол и стоимостью как Tesla Model S, была напечатана OLED-матрица с разрешением 8 × 8 пикселей и физическим размером 1,5 × 1,5 дюйма. Отмечается, что, несмотря на то, что данный образец был напечатан в лабораторных условиях, кто угодно сможет воссоздать его в домашних условиях в недалёком будущем.

OLED-панели печатались на 3D-принтере и раньше, но не так успешно, как в этот раз. Исследователям пришлось использовать два разных типа 3D-печати: распылительную, для активных компонентов, и экструзионную для электродов, контактов, изоляции и герметизации. Полученная гибкая OLED-панель состоит из шести слоёв.

Отмечается, что полученный OLED-экран продемонстрировал относительно стабильное излучение в течение двух тысяч циклов изгиба. Конечно, какой-либо детализации от панели с разрешением 8 × 8 пикселей ожидать не стоит, однако это отличная демонстрация технологии. Исследователи заявляют, что развитие печати OLED-матриц на 3D-принтерах может привести к созданию новых конструкций, включая дисплеи, объединённые с гибкими роботехническими устройствами, а также трёхмерные структурированные пиксельные матрицы для голографии.

В будущем исследователи из Университета Миннесоты намерены работать над тем, чтобы сделать напечатанные на 3D-принтере OLED-панели более яркими и обеспечить более высокое разрешение.

Немецкие учёные придумали, как сделать 3D-печать с наноразмерной точностью доступной каждому

Сегодня мы не удивляемся компактным лазерным принтерам, хотя на заре зарождения технологии и долгие годы после появления на рынке лазерные принтеры удивляли размерами и весом. Похожая ситуация с лазерной 3D-печатью. Это высокоточные устройства аддитивного моделирования, но размеры устройств остаются сравнительно большими — с объёмный чемодан или около того. Новые немецкие технологии помогут уменьшить такие принтеры до размеров обувной коробки.

 Источник изображения: Professor Rasmus Schröder, University of Heidelberg, Vincent Hahn, KIT

Слева изображение напечатанной 3D-структуры под электронным микроскопом, справа — под оптическим. Источник изображения: Professor Rasmus Schröder, University of Heidelberg, Vincent Hahn, KIT

Современная лазерная печать в составе 3D-принтера представляет собой сложную оптическую систему, которая в импульсном режиме с фемтосекундной длительностью вызывает химические процессы полимеризации материала в точке фокуса. Большие габариты и запредельная дороговизна таких принтеров не позволяют им стать продуктом для повсеместного использования. Можно ли это изменить? Вполне, заявили исследователи из немецкого профильного кластера 3D Matter Made to Order.

Учёные в журнале Nature Photonics опубликовали статью, в которой рассказали об инновационной конструкции головки лазерного принтера для 3D-печати с наноразмерной точностью. В обычном лазерном 3D-принтере полимеризация светочувствительной жидкости происходит тогда, когда два фотона одновременно возбуждают молекулу жидкости — это так называемое двухфотонное поглощение. Чтобы реакция двухфотонного (одновременного) поглощения произошла, лазерная система должна быть сложной, согласованной и поэтому громоздкой.

Немецкие учёные предложили разделить возбуждение молекул светочувствительной жидкости на два этапа и совершать их по очереди, что позволит радикально уменьшить лазерную головку и конструкцию 3D-принтера. В частности, исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Гейдельбергского университета предложили двухступенчатую абсорбцию, которая работает с недорогими и маленькими синими лазерными диодами.

Первый фотон переводит молекулу в промежуточное состояние. На втором этапе второй фотон переводит молекулу из промежуточного состояния в нужное возбуждённое состояние и запускает химическую реакцию. Поглощение двух фотонов не обязательно должно происходить одновременно, что стало ключом к прорыву.

«Для этого процесса можно использовать компактные и маломощные лазерные диоды непрерывного действия, — сказал Винсент Ханн, первый автор исследования из Института прикладной физики KIT (APH). — Требуемая мощность лазера намного ниже мощности обычных лазерных указок».

Впрочем, не всё так просто. Прорыв был бы невозможен без разработки нового состава фоточувствительной жидкости. Новый состав жидкости разрабатывался несколько лет совместно с химиками, пока нужный результат не был получен.

«На мой взгляд, в ближайшие годы реально создать устройство размером с коробку из-под обуви. Это будет даже меньше, чем лазерный принтер на моем рабочем столе в KIT, — заявил другой автор работы профессор Мартин Вегенер. — Таким образом, лазерные 3D-нанопринтеры могут стать доступными для многих групп населения. Эксперты уже говорят о демократизации технологии лазерной 3D-печати».

Протез глаза, напечатанный на 3D-принтере, впервые установили человеку

Британский 40-летний инженер Стив Вёрз (Steve Verze) стал первым человеком, которому установили протез глаза, полностью изготовленный на 3D-принтере. Об этом сообщается в пресс-релизе лондонской глазной больницы Мурсфилдс. Новый протез реалистичнее аналогов и изготавливается быстрее.

 Источник изображения: Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust

Источник изображения: Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust

Вёрз пользуется глазными протезами более 20 лет. Однако напечатанный на 3D-принтере протез выглядит намного реалистичнее других аналогов.

«Когда я выхожу из дома, то иногда на секунду гляжу в зеркало — и мне не нравится то, что я вижу. Этот новый глаз выглядит фантастически. Благодаря технологии цифровой 3D-печати со временем эти протезы станут ещё лучше», — отметил Вёрз.

Как сообщает пресс-служба больницы, для изготовления протеза на 3D-принтере не требуется инвазивное вмешательство, в ходе которого изготавливается слепок глазницы. Вместо этого используется сканирование.

Традиционные глазные протезы изготавливаются около шести недель, потому что их расписывают вручную. Для печати 3D-глаза требуется два с половиной часа, затем протез передают окуляристу для отделки, полировки и подгонки. Всего на изготовление такого искусственного глаза требуется две-три недели.

«Мы надеемся, что предстоящее клиническое исследование предоставит нам надёжные доказательства ценности этой новой технологии и покажет, какое преимущество она предоставляет для пациентов. Очевидно, это может сократить листы ожидания», — прокомментировал Мандип Сагу (Mandeep Sagoo), консультант-офтальмолог в глазной больнице Мурфилдс.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft отключила русскоязычную версию блога Xbox Wire 3 ч.
Ubisoft закроет 1 сентября серверы многих игр, включая Far Cry 3, Anno 2070 и несколько Assassin's Creed 6 ч.
В Dying Light 2 появилась неофициальная поддержка масштабирования AMD FSR 2.0 6 ч.
EA раскритиковали за попытку пошутить над людьми, которым «нравятся только одиночные игры» 6 ч.
Windows 11 становится всё популярнее среди геймеров — в Steam эта ОС заняла более 20 % в июле 9 ч.
Новая статья: Neon White — неожиданный кандидат на «Игру года». Рецензия 20 ч.
Новая статья: Gamesblender № 577: цена прокачки в Diablo Immortal, Overwatch 2 вместо первой части и поиски виновных в багах Cyberpunk 2077 21 ч.
Meta закроет свой неудавшийся криптопроект Novi в сентябре 02-07 17:02
У витрины инди-игр itch.io появился клон — W3itch.io: его создатели признались в воровстве чужого кода 02-07 16:04
Первые подробности кампании Бакалавра в «Мор. Утопия»: без выживания и открытого мира, но с путешествием во времени 02-07 15:52
Марсоход Perseverance получил повреждения датчика ветра — из-за слишком сильного ветра 4 ч.
Ericsson: объём мобильного веб-трафика удвоился за два года и продолжит расти — инфраструктура может не справиться 7 ч.
Intel будет терять позиции на серверном рынке: AMD увеличит долю в 1,8 раз, а системы на Arm — более чем в 3 раза 7 ч.
Немецкий регулятор призвал Tesla отозвать почти 60 тыс. Model Y и Model 3 8 ч.
OnePlus готовит свои самые доступные беспроводные наушники — Nord Buds CE 12 ч.
Fractal Design представила корпуса серии Pop XL с поддержкой видеокарт длиной до 455 мм 12 ч.
В июньском рейтинге самых мощных смартфонов доминируют аппараты на базе Snapdragon 8 Gen 1 14 ч.
Tesla построит в Техасе ещё один гигантский производственный корпус 14 ч.
Завершён третий этап изоляционного эксперимента SIRIUS: экипаж «побывал» на Луне 14 ч.
У Tesla впервые упали квартальные продажи — она выпустила во втором квартале меньше машин, чем в первом 15 ч.