fot. M. Habibi et al., Direct sound printing, Nature Communications, 13, 1800 (2022)

W dotychczasowych rozwiązaniach druku 3D reakcja aktywowania materiału odbywa się za pomocą światła lub ciepła. Na uniwersytecie Concordia opracowano metodę bezpośredniego drukowania dźwiękiem DSP – direct sound printing, która może stać się trzecią opcją.

Skoncentrowano fale ultradźwiękowe, które wywołują reakcje sonochemiczne, na bardzo małych obszarach kawitacji, czyli mikroskopijnych bąbelków związanych z tym zjawiskiem. W miejscach tych występuje ekstremalna temperatura 15 000 K i ciśnienie ponad 1000 Bar. Trwa to trylionową część sekundy. W miejscach tych można generować najbardziej skomplikowane i miniaturowe „rzeźby” geometryczne. Precyzja jest nieosiągalna dla obecnie istniejących drukarek. Czas druku jest tak krótki, że nie narusza otaczającego materiału.

Na razie użyto polimeru PDMS – Poli(dimetylosiloksan) – i przetwornika generującego fale ultradźwiękowe. Fale przechodzą przez materiał budulcowy i odpowiednio zestalają płynnążywicę. Wydruk może być ciałem stałym lub w stanie półpłynnym. Można osadzić go na specjalnej platformie lub w innym niemal dowolnym miejscu. Przetwornik tworzy obiekt piksel po pikselu. DSP może mieć ogromne spektrum zastosowań, od przemysłu precyzyjnego, gdzie zastąpi np. litografię w mikroskopijnych skalach, poprzez medycynę i tzw. bioprinting, po lotnictwo. Po zakończonych sukcesem eksperymentach z polimerami i ceramiką, twórcy rozwiązania rozpoczęli prace nad drukiem DSP kompozytów metal-polimer i przygotowują się do druku metalu.

concordia.ca