Techniek maakt 3D-printen 100 keer sneller

Onderzoekers kunnen nu slechts met behulp van lucht 3D-figuren vormen uit een vloeibare substantie. Deze techniek kan 3D-printers veel efficiënter en breder toepasbaar maken.

Onderzoekers kunnen nu slechts met behulp van lucht 3D-figuren vormen uit een vloeibare substantie. Deze techniek kan 3D-printers veel efficiënter en breder toepasbaar maken.

Evan Dougherty, Michigan Engineering

Scheikundigen aan de University of Michigan in de VS hebben een nieuwe manier ontdekt om structuren in 3D te printen, die 100 keer sneller is dan de gebruikelijke methode.

Gewoonlijk worden er talrijke laagjes materiaal op elkaar geprint, waardoor er geleidelijk een 3D-structuur ontstaat. Maar met de nieuwe techniek krijgt de structuur zijn vorm in een bad met een dikvloeibare gel, die hard wordt als hij wordt blootgesteld aan licht in bepaalde golflengten.

De onderzoekers gebruikten een harsachtige gel, die uithardt onder invloed van blauw licht met een bepaalde golflengte. Als de gel aan uv-licht wordt blootgesteld, blijft hij juist vloeibaar.

Zo kon worden gereguleerd waar in het bad de gel moest uitharden tot een driedimensionale figuur.

3D-figuur wordt gemaakt in lichtbad

/ 4

Uv-licht houdt gel vloeibaar

Uv-licht dringt een stukje in het bad en voorkomt dat de gel stolt.

1

Blauw licht laat gel stollen

Alleen daar waar het uv-licht zwak is, maakt het blauwe licht de gel hard.

2

Grijstinten zorgen voor fraaie details

De sterkte van het blauwe licht, en daarmee de snelheid van het uitharden, wordt gereguleerd door het licht door glas met een patroon van grijstinten te laten gaan.

3

Figuur krijgt vorm

De 3D-structuur ontstaat in de bouwzone naarmate het blauwe licht nieuwe lagen van de gel uithardt.

4
© Mikkel Juul Jensen & Evan Dougherty

De gel wordt van onderaf door beide typen licht beschenen, door de glazen bodem van het vat waar hij in zit. De onderzoekers doen eerst het uv-licht aan en kiezen een intensiteit die een stuk in de gel doordringt.

Die afstand definieert ook het gebied waarbinnen de gel hard kan worden. Dan gaat het blauwe licht aan, dat wordt gesplitst in stralen met een verschillende intensiteit.

Zo wordt bepaald hoe snel de gel op een bepaalde plek hard wordt. Naarmate de figuur vorm krijgt, schuift de bouwplaat door de gel omhoog, zodat de lichtstralen nieuwe lagen aan de structuur toevoegen.

BEKIJK DE VIDEO: 3D-figuur rijst op uit de diepte

De nieuwe techniek heet stereolithografie, en de Amerikanen zijn niet de eersten die ermee werken. Baanbrekend is echter het gebruik van de remmende uv-straling, waardoor de laag die uithardt midden in het bad ligt.

Dat maakt het proces sneller. De onderzoekers kunnen daardoor in een uur tijd een structuur van twee meter hoog printen, terwijl andere stereolithografieprinters in die tijd slechts 23 millimeter printen.