Vědcům z MIT se podařilo posunout laťku 3D tisku zase o velký kus dopředu. Vytvořili totiž nový typ 3D tiskárny, která využívá standardních materiálů, jež levné 3D tiskárny používají (FDM/FFF). Oproti všem ale umožňuje ze stejného materiálu tisknout neuvěřitelnou rychlostí - až 10× rychleji a to i ve srovnání s několikanásobně dražšími komerčními modely.
I když je klasický 3D tisk pro domácí potřeby a základní prototypování ve firmách dostačující, jeho hlavním problémem je rychlost. Výroba objektu trvá hrozně dlouho, což omezuje použití například pro více projektů, rychlé prototypování a využívání ve větších firmách. Proto se vědci zaměřili právě na vyřešení rychlosti tisku, kterou se jim podařilo opravdu výrazně zlepšit pomocí několika technik.
Rychlost na prvním místě
3D tiskárna s označením FastFFF (fast fused filament fabrication) dosahuje vysoké rychlostí díky vyřešení čtyř základních problémů všech klasických 3D tiskáren. První problém je s rychlostí přenosu materiálu trubicí do tiskové hlavy. Druhý problém souvisí s teplotou - jak rychle je možné materiál zahřát na potřebnou teplotu, aby bylo možné vytvořit vrstvu. Třetí problém souvisí s druhým - nutnost co nejdříve zchladit nově nanesený materiál tak, aby už bylo možné nanášet další vrstvu. Posledním problémem je samotný pohyb tiskové hlavy v prostoru.
Každý z těchto problémů se podílí na celkové rychlosti 3D tisku a vzhledem k tomu, že se vědci zaměřili na vyřešení všech čtyř najednou, nelze se divit ani výsledku v podobě 10× rychlejší tisku než u běžných a komerčních 3D tiskáren.
Řešení omezení
Problém s rychlostí přesunu materiálu k tiskové hlavě byl vyřešen lepší konstrukcí, která umožňuje oproti běžnému ozubenému kolečku vyšší rychlost, aniž by hrozilo „vykousnutí“ materiálu nebo naopak proklouzávání, pokud je použit nižší přítlak.
Aby se materiál co nejrychleji zahřál, použili vědci systém využívající přesný laser. Díky tomu lze dosáhnout za velmi krátkou dobu požadované teploty přesně v místě tiskové hlavy. A jak na rychlejší ztuhnutí materiálu? Jednoduše pomocí výkonného ventilátoru, který proudícím chladným vzduchem rychle ochladí dané místo.
Nejjednodušším problémem bylo pak zvýšení rychlosti pohybu tiskové hlavy v prostoru. Na to bylo nutné zkrátka použít kvalitnější silnější motory a stabilnější konstrukci, které zvládne větší zrychlení a pohyb. Jak můžete vidět na videu, které není zrychlené, rychlost 3D tisku je opravdu skvělá.
Levnější a rychlejší, ale je co zlepšovat
Výroba této 3D tiskárny vyšla vědecký tým na 15 tisíc dolarů (asi 420 tisíc korun), ale je jasné, že v případě hromadné výroby by se cena dostala mnohem níže.
Zajímavé ale je, že tento nový typ tiskárny v rychlosti porazil nejen levnější konkurenty (127 cm3 za hodinu), ale i mnohem dražší průmyslové modely, které stojí i 100 tisíc dolarů. A to už je velký rozdíl.
Vědci chtějí zapracovat především na kvalitě 3D tisku, kterou je možné zlepšovat několika způsoby a triky. Uvažuje se také o podpoře dalších materiálů, například celulózy. Výzkum je určitě důležitý pro celý segment 3D tisku, protože právě zmíněné vyřešené technologické problémy budou pravděpodobně budou okopírovány i v budoucích modelech 3D tiskáren výrobců po celém světě.
