Революционная замена послойной 3D-печати

Ученые объединяются для создания инновационной технологии аддитивного производства 18 Март 2015, 19:16
3D-технология печати, разработанная стартап-компанией Carbon3D, расположенной в знаменитой Кремниевой Долине, коренным образом отличается от успевшего стать традиционным послойного нанесения материала. Как рассказывает журнал Science, в ней деталь формируется из жидкой субстанции сразу, а не слоями. При этом скорость изготовления трехмерных объектов повышается в 25–100 раз и появляется возможность создавать детали с геометрией, недостижимой для послойной «печати», открывая новые возможности в авиационной, автомобильной промышленности, медицине и здравоохранении.
Генеральным директором Carbon3D является Джозеф ДеСимон (Joseph M. DeSimone), профессор химии в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл и профессор химической инженерии в государственном Университете Северной Каролины. В стенах лабораторий этих учебных заведений ДеСимон в соавторстве со своими коллегами Алексом Ермошкиным (Alex Ermoshkin), техническим директором Carbon3D, и Эдвардом Самульски (Edward T. Samulski), также профессором химии в Университете Северной Каролины, и придумал инновационный метод производства. Находясь в настоящее время в т. н. творческом отпуске (обычно предоставляется преподавателю раз в семь лет для учебы, научной работы или отдыха) из университета, ДеСимон работает над продвижением своей технологии на рынке, одновременно создавая темы для аспирантов своих университетов в области материаловедения и доставки лекарств к нужным органам. 
Технология получила название CLIP (Continuous Liquid Interface Production, «непрерывное производство на основе жидких материалов»). В ее основе лежит адаптивный фотохимический процесс: лучи света направляются в области специальной смолы сквозь области, содержащие кислород. В данных областях смола затвердевает, создавая заданные объекты. CLIP позволяет создавать детали с точностью до 20 микрон — четверть толщины листа бумаги. 
Процесс «выращивания» трехмерного объекта по технологии CLIP
«Переосмыслив весь подход к 3D-печати, химические и физические процессы, которые стоят за ней, мы разработали новую технологию, которая радикально быстрее существующих — по сути, придумали выращивать детали в бассейне с жидкостью», — рассказал ДеСимон. Профессор собирается раскрыть детали технологии на заседании конференции конференции TED (Technology Entertainment Design, «Технологии, развлечения, дизайн») в Ванкувере, Британская Колумбия (Канада). 
Джозеф ДеСимон (Joseph M. DeSimone), генеральный директор компании Carbon3D и соавтор технологии CLIP
Благодаря соглашению о совместном финансировании исследований между Университетом Северной Каролины в Чапел-Хилл и Carbon3D в настоящее время команда ученых исследует преимущества и возможные области применения новой технологии, а также материалы, которые могут в ней участвовать. CLIP способна работать с широчайшим спектром таких материалов — эластомеры, силиконы, материалы, по структуре близкие к нейлону, керамические и биоразлагаемые материалы (последние могут найти применение в медицине). К тому же сама технология способна производить новые материалы, которые могут стать объектом дополнительных исследований.
«В дополнение к применению новых материалов технология позволяет нам создавать прочные объекты с уникальной геометрией, чего невозможно добиться другими способами — например, коронарные стенты для имплантации в сердце, индивидуально изготовленные для конкретного пациента. — говорит ДеСимон. — CLIP обеспечивает изготовление полимерного объекта за считанные минуты, а не часы или даже дни, как существующие способы. Без такой оперативности невозможно и думать об индивидуальных стентах, зубных протезах или имплантатах, печатаемых „по требованию” прямо в медицинских учреждениях».