Ulepszanie technik druku przestrzennego
Technologie druku przestrzennego (produkcji addytywnej) obejmują całą rodzinę procesów polegających na warstwowym budowaniu produkowanego elementu. Zamiast skrawania zbędnego materiału z większego fragmentu, stosuje się nakładanie materiału warstwami na podstawie modelu utworzonego w programie do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Pozwala to wykonywać skomplikowane kształty trójwymiarowe o doskonałej jakości powierzchni, wysokiej rozdzielczości i precyzyjnym odwzorowaniu szczegółów przy minimum obróbki końcowej i niemal całkowitej eliminacji odpadów. Litograficzne technologie druku przestrzennego polegają na stosowaniu płynnych, światłoutwardzalnych żywic ulegających fotopolimeryzacji. Najnowsze postępy pozwoliły stworzyć wydajne i opłacalne źródła światła oraz nowatorskie żywice światłoutwardzalne. Na podstawie tych technologii naukowcy opracowali zintegrowany łańcuch procesowy litograficznego druku przestrzennego w układach fotopolimerowych, wykorzystując dofinansowanie UE dla projektu PHOCAM ("Photopolymer based customized additive manufacturing technologies"). W celu przezwyciężenia problemów niedostatecznej wytrzymałości mechanicznej i niskiej rozdzielczości przy obecnych technologiach druku przestrzennego badacze zastosowali cyfrowe przetwarzanie światła (DLP) i polimeryzację dwufotonową (2PP). Technologia DLP została użyta do przetwarzania fotopolimerów wypełnionych materiałem ceramicznym w celu uzyskiwania produktów ceramicznych o pełnej gęstości. Metody 2PP użyto do wykonywania drobnych szczegółów o wysokiej rozdzielczości, wymagających działania w skali 100–200 nanometrów. Dla obu technologii zespół opracował odpowiednie materiały, sprzęt, oprogramowanie i źródła światła. Do przetwarzania ceramiki metodą DLP posłużono się nowatorskimi instalacjami świetlnymi na bazie diod elektroluminescencyjnych. Elementy ceramiczne wykonane metodą druku przestrzennego miały doskonałą wytrzymałość, niezawodność i jakość powierzchni. Dla potrzeb metody 2PP zastosowano komercyjny laser femtosekundowy. Elementem łańcucha procesowego jest prototypowa platforma internetowa obejmująca cały przepływ pracy, od przesłania geometrycznego modelu CAD po wycenę, zamówienie i płatność. W celu zademonstrowania nowatorskich technologii druku przestrzennego wykonano wodziki do maszyn włókienniczych, precyzyjną formę kratową do produkcji urządzenia do tomografii komputerowej oraz indywidualnie dopasowaną protezę ucha środkowego. W kilku informacjach prasowych promowano osiągnięcia projektu na arenie międzynarodowej. Projekt PHOCAM pomyślnie dowiódł wykonalności i jakości proponowanych technologii w zastosowaniach przemysłowych, czyniąc znaczne postępy w dziedzinie mikroprodukcji na żądanie oraz istotnie zwiększając przepustowość i rozdzielczość. Całkowicie zintegrowany łańcuch dostaw dla opłacalnego druku przestrzennego w różnorodnych sektorach będzie mieć pozytywny wpływ na europejską produkcję wyrobów masowych i spersonalizowanych z wykorzystaniem tej metody.
