Pozrite si
3D tlač zvyčajne pracuje s nanášaním vrstiev roztaveného plastu, laserom taveného práškového kovu, alebo používa UV žiarenie na vytvrdenie živice. Objavujú sa aj špeciálne 3D tlačiarne, ktoré sú schopné z upraveného betónu vytlačiť dom a s podobnými technológiami sa ráta aj pri budovaní základní na Mesiaci a možno aj na Marse. Nová technika 3D tlače však používa úplne iný prístup – zvukové vlny.
Technológia, ktorú vyvinul tím vedcov z kanadskej univerzity Concordia pod vedením profesora Muthukumarana Packirisamyho, sa nazýva priama zvuková tlač (direct sound printing, DSP).
Priama zvuková tlač využíva ultrazvuk na vytváranie mikroskopických oscilujúcich bublín, ktoré následne spôsobujú na konkrétnych miestach stuhnutie živice.
Takáto technológia 3D tlače používa prevodník na vysielanie sústredených pulzov ultrazvuku cez steny komory do tekutej živice na báze polydimetylsiloxánu (PDMS), ktorá je v nej obsiahnutá. Vytvárajú sa tak ultrazvukové polia, ktoré v špecifických bodoch tohto polymerického organosilikónu dočasne vytvárajú rýchlo oscilujúce mikroskopické bublinky.
Počas oscilácie v týchto bublinkách stúpne teplota približne na 15 000 stupňov Kelvina (14 727 ºC) a tlak sa vyšplhá na viac ako 1 000 barov. Tieto extrémne podmienky síce trvajú len pikosekundy (bilióntiny sekundy), no stačí to na stuhnutie živice v presnom bode.
Postupným pohybom ultrazvukovej hlavy po vopred určenej dráhe je možné vytvoriť – pixel po pixeli – zložitý trojrozmerný objekt. Okrem toho, že tlač DSP dokáže vytvárať aj veľmi malé, detailné objekty, umožňuje neinvazívnu tlač štruktúr vo vnútri iných štruktúr, ktoré majú nepriehľadné povrchy.
Napríklad s využitím tejto techniky by leteckí mechanici mohli 3D tlačou opraviť vnútorné komponenty bez otvorenia trupu lietadla. Je dokonca možné, že implantáty by sa dali pomocou 3D tlače vytvoriť v tele pacienta bez potreby operácie. To sú už možnosti ako z ríše snov. Technológiu je však ešte potrebné dotiahnuť do komerčnej podoby.
Vedci okrem živice PDMS úspešne použili metódu DSP aj na tlač predmetov vyrobených z keramického materiálu. Teraz plánujú experimentovať s polymérovo-kovovými kompozitmi, po ktorých bude nasledovať čistý kov.
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v časopise Nature Communications.