Investigadors de la Universitat de Cambridge han desenvolupat un mètode d’ús de l’holografia en la impressió 3D.
La holografia és un mètode òptic de producció i registre d’un camp de llum tridimensional mitjançant l’ús de múltiples fonts de llum per crear un camp d’interferència. És probable que hàgiu vist hologrames de tant en tant; són aquelles imatges estranyes que de sobte esclaten en 3D aparent quan s’il·luminen adequadament.
El que passa és que la il·luminació permet que la gravació reprodueixi alguna cosa propera al patró d’interferència original i, per tant, es faci visible la imatge 3D original.
Què hi hauria a veure, a la Terra, amb la impressió 3D? Jo també ho vaig fer, però sembla que n’hi ha usos molt interessants per a la tecnologia, especialment quan es realitza la fusió del llit de pols (PBF).
Problemes PBF i SLA
El PBF és un procés d’impressió 3D comú en què l’alta energia, típicament d’un potent làser, il·lumina un petit punt d’un llit pla de pols fina o resina. L’energia es fon en aquest punt i, finalment, una capa sencera és rastrejada pel làser. S'aplica més material i el procés es repeteix.
El problema és que, per aconseguir impressions amb microestructures internes de forma òptima, s’ha de realitzar un control molt precís sobre tots els elements del procés d’impressió, inclosa la temperatura ambiental, el percentatge d’oxigen, la qualitat de la pols i la il·luminació làser. És fàcil produir impressions 3D amb una resistència inferior a les fabricades amb processos de fabricació convencionals, de manera que es tracta d’una barrera important per a l’adopció de la impressió 3D.
Com a resultat, molts fabricants d’impressores 3D han dedicat molt de temps i esforç a refinar els seus processos PBF i SLA per garantir una impressió 3D de la millor qualitat. Tanmateix, sempre hi ha marge de millora, i això pot fer la investigació hologràfica.
Impressió 3D amb làser 3D
El mètode hologràfic permet un control molt millor de la il·luminació. UC explica:
"No obstant això, els hologrames generats per ordinador poden ajudar a controlar la distribució d'aquesta energia en tres dimensions en lloc de dues, com a resultat de la difracció òptica (la flexió de les ones de llum al voltant d'un obstacle). A continuació, es pot controlar el procés de fusió en temps real i es pot recalcular l’holograma per controlar la forma, la qualitat i el material del procés AM ”.
Això supera el problema de les variàncies en el material que causen una solidificació inconsistent. En teoria, això es pot controlar i controlar, i això podria significar, per exemple, impressions 3D de metall molt més fortes. Aquest enfocament també funcionaria per als sistemes de polímers PBF i SLA.
PBF de totes capes?
Hi ha una altra possibilitat molt dramàtica amb aquesta nova forma d’il·luminació làser: la producció simultània de tota una capa alhora. El membre de l’equip i estudiant de doctorat en Enginyeria Ultra Precision Peter Christopher explica:
"L'objectiu és fondre simultàniament tota una capa de pols metàl·lica, millorant així la velocitat de fabricació i eliminant molts dels problemes relacionats amb el tèrmic experimentats en els enfocaments actuals".
Si ho entenc correctament, significa que la tècnica hologràfica podria crear un camp de llum corresponent a la il·luminació necessària per a tota una capa de PBF, tant per a entorns metàl·lics com de polímers. Si arribi prou energia a cada píxel de la superfície d'impressió, això podria significar un augment extremadament significatiu de les velocitats d'impressió PBF, que són de les més lentes del món de la impressió 3D.
Per descomptat, en aquest moment es tracta d’una simple investigació, però crec que el potencial és enorme i, per tant, podem veure que aquest tipus de sistemes làser apareixen a les impressores 3D comercials del futur.
