Pelajaran 8.10MembentukBab 8 · Manufaktur aditif

Volumetric printing (CAL)

Cahaya dari segala sudut mengawetkan vial resin yang berputar sekaligus (volumetric printing)

Volumetric printing membuat seluruh objek sekaligus di dalam vial resin cair, tanpa lapisan sama sekali. Pada computed axial lithography (CAL), vial berputar sementara proyektor menyinarkan pola cahaya yang berubah melaluinya, seperti CT scan yang dijalankan terbalik. Objek kecil dapat muncul dalam satu atau dua menit.

computed axial lithography · tampak samping dan atas, 5 langkahKiri: susunan terlihat dari samping. Kanan: vial terlihat dari atas, dengan tiga dari banyak arah cahaya. Angka berlingkar sesuai dengan langkah di bawah.

Cara kerjanya

Hitung polanya. Perangkat lunak mengubah model 3D menjadi ratusan gambar cahaya 2D, satu untuk setiap sudut pandang, seperti CT scanner yang bekerja terbalik.
Putar vial. Vial bening berisi resin kental yang peka cahaya berputar stabil pada stage berputar.
Proyeksikan. Proyektor menampilkan gambar yang sesuai dengan sudut vial saat ini, sehingga setiap sudut mendapat polanya sendiri.
Biarkan dosis menumpuk. Setiap titik dalam resin menerima cahaya dari setiap sudut. Hanya titik di dalam objek yang melewati ambang (dosis cahaya minimum yang membuat resin menjadi gel) dan menjadi padat.
Tiriskan, bilas, dan awetkan. Setelah sekitar 30 detik hingga beberapa menit, resin cair dituang keluar. Objek dibilas dan diberi pengawetan UV akhir.

Fakta kunci

Material: Resin fotopolimer bening dan kental (akrilat), hidrogel yang dapat membawa sel hidup, dan resin berisi partikel kaca yang kemudian dibakar menjadi kaca
Komponen khas: Part penelitian kecil: lensa dan optik, chip mikrofluida kaca, perancah jaringan lunak, objek yang dicetak di sekeliling insert yang sudah ada
Ukuran komponen: Beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter, dibatasi oleh vial
Presisi: Fitur hingga sekitar 0,3 mm pada printer pertama; sistem penelitian mencapai puluhan mikrometer
Hasil permukaan: Sangat halus, tanpa garis lapisan
Ukuran batch yang cocok: Satu buah dan sampel penelitian
Biaya perkakas dan mesin: Tanpa perkakas. Kebanyakan susunan laboratorium yang dibangun di sekitar proyektor dan stage rotasi; belum banyak mesin komersial
Kecepatan: Detik hingga beberapa menit untuk objek seukuran sentimeter

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Tanpa lapisan: permukaan halus dan tanpa batas lapisan yang lemah
Sangat cepat untuk part kecil
Tanpa support, karena resin kental menahan part di tempatnya
Dapat mencetak di sekeliling objek yang sudah ada, seperti batang logam

Batasan

Hanya objek kecil, paling besar beberapa sentimeter
Resin harus bening dan kental, sehingga hanya sedikit material yang cocok
Hamburan cahaya dan kesalahan dosis mengaburkan detail halus
Masih kebanyakan teknik penelitian

Di mana dipakai

Laboratorium penelitianMenguji resin, optik, dan metode cetak baru
BiomedisPerancah hidrogel lunak dengan sel hidup untuk penelitian jaringan
OptikLensa kecil dan pemandu cahaya
MikrofluidaChip kaca dengan saluran internal yang sangat kecil

Cara mengenalinya

Objek resin kecil yang sangat mulus tanpa undakan pada lengkungan.
Tanpa bekas support di mana pun, bahkan di bawah overhang.
Kadang objek yang menyatu di sekeliling insert, seperti gagang yang dicetak pada poros logam.

Bandingkan dengan

Stereolithography8.2juga mengeraskan resin dengan cahaya, tetapi satu lapisan tipis pada satu waktu; CAL mengawetkan seluruh volume sekaligus.Two-photon polymerization13.8juga mengawetkan di dalam volume, tetapi titik demi titik dengan laser terfokus, pada skala mikrometer.

Tonton

Seeker · Penjelasan pemula tentang printer volumetrik Berkeley

The Action Lab · Demo langsung objek yang muncul di dalam resin

KPIX | CBS NEWS BAY AREA · Rekaman laboratorium nyata bersama para peneliti yang membuatnya

Berkeley Sensor & Actuator Center · Presentasi penelitian tentang cara kerja CAL, termasuk mencetak dalam mikrogravitasi

Lihat foto asli

Wikipedia: Computed axial lithography — prinsip dan sejarahnya; sedikit gambar
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Volumetric printing mengeraskan seluruh objek sekaligus, tanpa lapisan.
CAL memutar resin dan menyinarinya dari segala sudut; hanya di tempat cahaya cukup menumpuk resin menjadi padat.
Cepat dan halus, tetapi masih berskala kecil dan kebanyakan di laboratorium penelitian.