تعمل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على تحويل الراتنج المعتم إلى أشياء يمكن استخدامها لإنشاء شرايين صناعية

طور فريق من المهندسين في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم الضوء لصنع أشياء من الراتنج المعتم في ثوانٍ. قد يكون لهذا الاختراق تطبيقات واعدة في صناعة الطب الحيوي ، مثل تصنيع الشرايين الاصطناعية. نُشر البحث مؤخرًا في مجلة Advanced Science.

في عام 2017 ، صمم المهندسون في مختبر EPFL للأجهزة الضوئية التطبيقية (LAPD) طابعة ثلاثية الأبعاد قادرة على صنع الأشياء بشكل فوري تقريبًا. بعد خمس سنوات ، قام الفريق بتحسين معدات الطباعة وأساليبهم لإنتاج أشياء مصنوعة من راتنجات غير شفافة كانت مستحيلة في السابق.

تعد طابعة EPFL ثلاثية الأبعاد واحدة من أسرع الطابعات في العالم. تعمل معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد عن طريق ترسيب طبقة مادة بطبقة ، وهي عملية تُعرف باسم التصنيع الإضافي. من ناحية أخرى ، يستخدم EPFL الطريقة الحجمية ، حيث يُسكب الراتينج في وعاء ويتم لفه. يضيء المهندسون الحاوية بضوء من زوايا مختلفة ، مما يتسبب في معالجة الراتنج عندما تتجاوز الطاقة المتراكمة فيه مستوى معينًا. هذه طريقة دقيقة للغاية يمكنها تصنيع كائنات بنفس دقة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الحالية.

يمكن استخدام هذه الطريقة الحجمية للأشياء من أي شكل تقريبًا. استغرق الأمر 20 ثانية فقط من المهندسين لإنشاء تمثال صغير لـ Yoda من Star Wars ، مقارنة بحوالي 10 دقائق من خلال عملية التصنيع التقليدية.

الضوء قادر على معالجة الراتنج من خلال التفاعل مع المركبات الحساسة للضوء الموجودة في البلاستيك. يقول المهندسون إن الطريقة الجديدة لا تعمل إلا إذا كان الضوء يمر عبر الراتينج في خط مستقيم دون انحراف ، وهذا ليس هو الحال في الراتنجات غير الشفافة. تحقيقا لهذه الغاية ، ابتكروا حلا.

أولاً ، استخدموا كاميرا لمراقبة مسار الضوء من خلال الراتنج ، ثم قاموا بتعديل الحسابات لتعويض تشوه الضوء. قاموا أيضًا ببرمجة الطابعة لإجراء العمليات الحسابية وتصحيح الضوء ، مما يضمن أن الآلة لديها الكمية المناسبة من الطاقة اللازمة لمعالجة الراتنج. نتيجة لذلك ، تمكن المهندسون من طباعة الأشياء في راتينج معتم بنفس دقة الراتينج الشفاف تقريبًا ، وهو إنجاز كبير.

كخطوة تالية ، يأمل المهندسون أن يكونوا قادرين على استخدام الطريقة الجديدة لطباعة عدة مواد في نفس الوقت وزيادة دقة الطابعة من عُشر ملليمتر إلى ميكرومتر.