ホログラフィック 3D プリンティング – 業界の未来

積層造形プロセスは引き続きイノベーションの恩恵を受けています。今週、コンコルディアの研究者グループは、ホログラムを使用して複雑なデザインなどを 3D プリントする方法を導入しました。

3D プリントはイノベーションの恩恵を受け続けています。今週、コンコルディアの研究者らは、ホログラムを使用して複雑なデザインなどを3Dプリントする方法を導入した。彼らのホログラフィック 3D プリンティング手法は、現在の技術の欠点の多くを解決する解決策であると多くの人に考えられています。ホログラフィック 3D プリンティングについて知っておくべきことと、ホログラフィック 3D プリンティングが業界の未来である理由をすべてここに示します。

3D プリンティング分野は、ユーザー、テクノロジー、材料科学、手法など、あらゆる指標において過去 10 年間で爆発的な成長を遂げてきました。最も一般的な 3D プリント形式は、依然として熱とレーザーを利用して材料を希望の形状に成形します。この戦略は効果的であることが証明されていますが、ユーザーにはまだ多くの要望が残されています。

ダイレクトサウンド印刷 (DSP)

2022 年、音波を使用した 3D プリント方法が市場に導入されました。この戦略では、音波を利用して印刷材料を希望の形状に硬化します。音波はキャビテーションを生成するために使用されます。キャビテーションは、静圧が液体内の蒸気圧を下回るたびに発生します。この状態では、ミリ秒単位の高圧と熱が発生します。この熱は、3D プリントされた材料を素早く硬化するために使用されます。

ホログラフィック ダイレクト サウンド プリント (HDSP)

研究者らは、Nature Communications 誌に掲載された最近の論文で、ホログラフィック ダイレクト サウンド プリンティング (HDSP) と呼ばれる現在の DSP 方式のアップグレードを提案しました。この新しいアプローチでは、音響ホログラムを利用してプロセスを改善します。ホログラムは、特定の場所にキャビテーション気泡を誘発する特別にパターン化された音波を使用します。

化学的に活性化された音響キャビテーション気泡は、リアルタイムのオンデマンドの局所重合を提供し、研究者が音を使用してより効果的に、より詳細に印刷できるようにします。研究によると、印刷プロセスにより、エンジニアは目的の印刷物の断面画像を調べて保存できるため、設計能力が向上し、研究者が内部構造を改善できるようになります。

HDSP プリンター

HDSP プリンタは、以前のプリンタの多くとは逆の方法でセットアップされています。印刷アームが動くのではなく、電動プラットフォームが静止したホログラフィック画像内で素材を移動させます。このシステムは、高度なアルゴリズムに基づいて事前にプログラムされたパターンを利用して、ホログラフィック画像の周りでロボットアームを移動させ、音響化学反応を発生させてプリントを硬化させることができます。

ホログラフィック 3D プリント テスト

研究論文では、新しい積層造形プロセスを認定するために使用されるいくつかのテスト方法について詳しく説明しています。研究者らは、HDSP の能力とパフォーマンスを評価するために、一連の音響化学発光実験と高速イメージング実験を実施しました。具体的には、重合プロセス、調整効果、ロボットの動き、ソフトウェア計算の詳細な説明など、重要な詳細が追跡されました。

ホログラフィック 3D プリントの結果

研究結果は状況を一変させます。その一例として、研究者らは、送り速度と複雑なプリントに変更を加える能力との間に直接の相関関係があることに気づきました。そのため、チームは高度なソフトウェア アルゴリズムを統合し、各プリントのニーズに基づいてパラメーターを最適化しました。この操作により、以前の設計を上回る高精度の印刷構造が得られました。

チームはさらに、さまざまな素材に印刷できる HDSP の機能を研究しました。彼らはまた、さまざまなレベルの強度、デザイン、配置の下で、プロセスに対するホログラムの効果をテストしました。最後に、彼らは、多孔性や材料などのさまざまな構造が調整プロセスにどのような影響を与えるかを調べました。

リモート遠隔印刷 (RDP)

この研究の最も重要な進歩は、リモート印刷を中心に展開されています。エンジニアは、HDSP を使用して壁やその他の構造物の背後にあるオブジェクトを印刷できることを発見しました。この内部印刷方法により、自動車部品が取り付けられるのではなく、その場で印刷される未来が実現する可能性があります。さらに驚くべきことに、同じ戦略を非侵襲的な方法で臓器の印刷や内部損傷の修復に使用できる可能性があることです。

ホログラフィック 3D プリントの利点

研究者らは、ほぼすべてのカテゴリにおいて HDSP が DSP よりも優れている理由について説得力のある事例を提示しました。まず、ボクセルごとの印刷戦略に限定されていた元の DSP 手法よりもはるかに高速です。 HDSP を使用すると、複数の領域を同時に硬化できます。その結果、DHSP メソッドを使用すると最大 20 倍高速に印刷できるようになります。

HDSP が導入するもう 1 つの利点は、印刷プロセス中に画像を変更できることです。従来の 3D プリント方法では、各レイヤーが適用されて硬化されます。つまり、コンポーネントがすでに追加されている場合は変更する方法がありません。 HDSP ユーザーはホログラムを変更でき、最小限の労力で印刷が自動的に変更されます。そのため、このアプローチにより印刷エラーが減り、無駄が減ります。

HDSP は、市場内で新たなレベルの複雑さへの扉を開きます。このプリンタは、音波を利用して内部で複雑なデザインを作成できるため、エンジニアはパフォーマンスと耐久性を犠牲にすることなく、より効果的で軽量なオプションを開発できます。

HDSP が提供するもう 1 つの革新的な利点は、オブジェクトを同時に作成できることです。このシステムでは、1 回のセッション中に複数のプリントを組み合わせることで、労力を最大化できます。このシステムは、さまざまな場所でさまざまな印刷に対応できるため、印刷スペースを最大化し、印刷時間を短縮できます。

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