Zmena laserového svetla umožní 3D tlač zložitých predmetov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 4. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Keď sa povie 3D tlač, väčšina ľudí si pravdepodobne predstaví relatívne hrubý predmet, ktorý sa vytvára zdola nahor, po jednotlivých vrstvách. Nová technika však umožňuje vyrábať oveľa zložitejšie predmety - a to pomocou zmeny farby laserového svetla.
Tento proces, ktorý v súčasnosti vyvíja tím na Stanfordskej univerzite, je variáciou na takzvanú objemovú 3D tlač. Zjednodušene povedané, tento typ tlače zahŕňa svietenie lúčmi alebo vzormi svetla cez priehľadnú hornú časť a boky nádoby, vo vnútri ktorej je svetlocitlivá želatínová živica. Všade, kde je živica vystavená svetlu, polymerizuje (tuhne), pričom zvyšok živice v nádobe zostáva gélom.
Pohybom zdroja svetla tak, aby sa dostalo do rôznych častí živice, je možné postupne vytvoriť trojrozmerný objekt. Tento predmet zostáva zavesený v géle, až kým sa nakoniec nevyloví. Stanfordská technika takzvanej „trojitej fúznej upkonverzie“ vychádza z existujúceho podtypu objemovej 3D tlače - dvojfotónovej absorpcie, ktorá sa využíva na vytváranie obzvlášť detailných objektov.
Nový proces zahŕňa použitie vysokoenergetického modrého laserového svetla na polymerizáciu živice na veľmi presných miestach. Ak by sa však do nádoby zasvietil jeden súvislý lúč tohto svetla, živica by stuhla po celej dĺžke tohto lúča. Aby sa tento problém obišiel, lúč začína ako nízkoenergetické červené laserové svetlo a modrým sa stáva až v mieste, na ktoré je zameraný.
Aby sa tak stalo, v živici sú rozptýlené malé kvapôčky špeciálnych nanomateriálov potiahnuté oxidom kremičitým. Všade tam, kde sa červené svetlo sústredí na tieto kvapôčky, dochádza k reťazovému prenosu energie, ktorý nakoniec premení nízkoenergetické červené fotóny tohto svetla na vysokoenergetické modré. Výsledkom je, že živica polymerizuje práve v tomto bode.
Tím teraz skúma možnosti urýchlenia procesu 3D tlače, možno pomocou viacerých laserov súčasne, a navyše skúma využitie trojitej fúznej upkonverzie v účinnejších solárnych paneloch, ktoré by mohli premeniť nízkoenergetické svetlo na využiteľné vlnové dĺžky s vyššou energiou.
Výskum je opísaný v článku, ktorý bol nedávno uverejnený v magazíne Nature.
