3D-utskriftsteknologi gjør ugjennomsiktig harpiks til objekter som kan brukes til å lage kunstige arterier

Et team av ingeniører ved Swiss Federal Institute of Technology i Lausanne (EPFL) har utviklet en 3D-utskriftsmetode som bruker lys til å lage gjenstander av ugjennomsiktig harpiks på sekunder. Dette gjennombruddet kan ha lovende anvendelser i den biomedisinske industrien, for eksempel produksjon av kunstige arterier. Forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet Advanced Science.

Tilbake i 2017 designet ingeniører ved EPFLs Laboratory for Applied Photonic Devices (LAPD) en 3D-skriver som er i stand til å lage objekter nesten umiddelbart. Fem år senere har teamet forbedret utskriftsutstyret og metodene for å produsere gjenstander laget av ugjennomsiktig harpiks som tidligere var umulig.

EPFLs 3D-skrivere er en av de raskeste i verden. De fleste 3D-skrivere fungerer ved å deponere materiale lag for lag, en prosess kjent som additiv produksjon. EPFL, derimot, bruker den volumetriske metoden, hvor harpiksen helles i en beholder og spinnes. Ingeniører belyser beholderen med lys fra forskjellige vinkler, noe som får harpiksen til å herde når energien som er akkumulert i den overstiger et gitt nivå. Dette er en veldig presis metode som kan produsere objekter med samme oppløsning som eksisterende 3D-utskriftsteknologier.

Denne volumetriske metoden kan brukes for gjenstander av nesten hvilken som helst form. Det tok ingeniører bare 20 sekunder å lage en liten figur av Yoda fra Star Wars, sammenlignet med omtrent 10 minutter ved en tradisjonell produksjonsprosess.

Lys er i stand til å herde harpiksen ved å samhandle med de lysfølsomme forbindelsene som finnes i plasten. Ingeniører sier at den nye metoden bare fungerer hvis lyset passerer gjennom harpiksen i en rett linje uten å avvikes, noe som ikke er tilfelle i ugjennomsiktige harpikser. For å oppnå dette har de utviklet en løsning.

Først brukte de et kamera for å observere lysbanen gjennom harpiksen, og justerte deretter beregningene for å kompensere for lysforvrengningen. De programmerte også skriveren til å kjøre beregninger og korrigere lyset, noe som sørget for at maskinen hadde akkurat riktig mengde energi som trengs for å herde harpiksen. Som et resultat var ingeniører i stand til å skrive ut objekter i ugjennomsiktig harpiks med nesten samme presisjon som gjennomsiktig harpiks, et stort gjennombrudd.

Som et neste steg håper ingeniørene å kunne bruke den nye metoden til å skrive ut flere materialer samtidig og øke oppløsningen til skriveren fra en tidel millimeter til en mikrometer.