VIDEO: Holografski akustični 3D ispis

Istraživači s kanadskog Sveučilišta Concordia u Montrealu razvili su novu metodu 3D ispisa koja koristi akustične holograme, za koju kažu da je brža od postojećih metoda i može napraviti složenije objekte.

Proces, nazvan 'holographic direct sound printing' (HDSP), opisan u članku u časopisu Nature Communications nadovezuje se na metodu uvedenu 2022. koja opisuje kako sonokemijske reakcije u mikroskopskim kavitacijskim regijama, sićušnim mjehurićima, stvaraju iznimno visoke temperature i tlak bilijuntne dijelove sekunde kako bi smola očvrsnula u složene uzorke.

Ugradnjom te tehnike u akustične holograme koji sadrže slike presjeka određenog dizajna, polimerizacija se događa mnogo brže. Može stvarati objekte istovremeno, a ne voksel po voksel.

Kako bi se zadržala vjernost željene slike, hologram ostaje nepomičan unutar tiskarskog materijala. Platforma za ispis pričvršćena je na robotsku ruku koja je pomiče na temelju unaprijed programiranog uzorka dizajniranog algoritmom koji će oblikovati dovršeni objekt.

Muthukumaran Packirisamy, profesor na Odjelu za strojarstvo, industrijsko i zrakoplovno inženjerstvo koji je vodio projekt, vjeruje da to može poboljšati brzinu ispisa do 20 puta uz istovremeno korištenje manje energije.

"Također možemo promijeniti sliku dok je operacija u tijeku", kaže on. "Možemo mijenjati oblike, kombinirati više pokreta i mijenjati materijale koji se tiskaju. Možemo napraviti kompliciranu strukturu kontroliranjem brzine dodavanja ako optimiziramo parametre kako bismo dobili potrebne strukture."

Prema istraživačima, precizna kontrola akustičnih holograma omogućuje pohranjivanje informacija o više slika u jednom hologramu. To znači da se više objekata može ispisati u isto vrijeme na različitim lokacijama unutar istog prostora za ispis, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Kao rezultat toga, akustična holografija bit će lansirna rampa za inovacije u brojnim područjima. Može se koristiti za stvaranje složenih struktura tkiva, lokaliziranih sustava za dostavu lijekova i  naprednog inženjeringa tkiva. Primjene u stvarnom svijetu uključuju stvaranje novih oblika transplantata kože koji mogu poboljšati zacjeljivanje i poboljšanu dostavu lijekova za terapije koje zahtijevaju specifične terapijske agense na određenim mjestima.

Budući da zvučni valovi mogu prodrijeti kroz neprozirne površine, HSDP se može koristiti za ispis unutar tijela ili iza čvrstog materijala. To može biti od pomoći u popravljanju oštećenih organa ili osjetljivih dijelova koji se nalaze duboko u zrakoplovu.

Istraživači vjeruju da HDSP ima potencijal biti tehnologija koja mijenja paradigmu. Uspoređuju ga s naprednom tehnologijom 3D ispisa temeljenom na svjetlu s evolucijom od stereolitografije, u kojoj se laser koristi za stvrdnjavanje jedne točke smole u čvrsti objekt, do digitalne svjetlosne obrade, koja stvrdnjava čitave slojeve smole istovremeno.

"Možete zamisliti mogućnosti", navodi Packirisamy. "Možemo tiskati iza neprozirnih predmeta, iza zida, unutar cijevi ili unutar tijela. Tehnika i uređaji koje koristimo već su odobreni za medicinsku primjenu."