پرینتر سه بعدی معمولاً شامل رسوب لایه‌های پلاستیک مذاب، فلز پودری ذوب شده با لیزر یا استفاده از نور UV برای سخت شدن رزین ژلاتینی می شود. با این حال، یک تکنیک جدید با استفاده از امواج صوتی رویکرد دیگری را در پیش گرفته است. این فناوری که توسط تیمی از دانشمندان در دانشگاه کنکوردیا کانادا توسعه یافته است، به عنوان چاپ صدای مستقیم (DSP) شناخته می‌شود.

در نسخه فعلی این تکنیک، از یک مبدل برای ارسال پالس‌های متمرکز فراصوت از طرفین یک محفظه، به رزین پلی دی متیل سیلوکسان مایع (PDMS) موجود در داخل پرینتر استفاده می‌شود. انجام این کار باعث تولید میدان‌های اولتراسونیک شده که باعث می‌شود حباب‌های میکروسکوپی با نوسان سریع به طور موقت در نقاط خاصی از رزین تشکیل شوند.

همانطور که حباب‌ها نوسان پیدا می‌کنند، دمای داخل آن‌ها به حدود ۱۵ هزار درجه کلوین (۱۴۷۲۷ درجه فارنهایت) افزایش می‌یابد و فشار درون آن‌ها به بیش از ۱۰۰۰ بار (۱۴۵۰۴ psi) می‌رسد. اگرچه این افزایش ناگهانی دما و فشار تنها برای پیک ثانیه (تریلیونم ثانیه) طول می‌کشد، اما باعث می‌شود رزین در محل دقیق حباب جامد شود.

بنابراین، با حرکت تدریجی مبدل در امتداد یک مسیر از پیش تعیین‌شده، می‌توان یک شی سه‌بعدی پیچیده ساخت. DSP علاوه بر توانایی خود در تولید موارد بسیار کوچک و با جزئیات، امکان چاپ غیرتهاجمی سازه‌ها را در داخل ساختار‌های دیگر که سطوح مات دارند نیز می‌دهد.

به عنوان مثال، با استفاده از این تکنیک، مکانیک هواپیما می‌تواند بدون باز کردن بدنه هواپیما، قطعات داخلی را با چاپ سه بعدی تعمیر کند. حتی این امکان وجود دارد که ایمپلنت‌ها را بتوان به صورت سه بعدی در بدن بیمار بدون نیاز به جراحی چاپ کرد.

علاوه بر رزین PDMS، دانشمندان همچنین با موفقیت از DSP برای چاپ اجسام ساخته شده از مواد سرامیکی استفاده کرده‌اند. آن‌ها اکنون قصد دارند روی کامپوزیت‌های پلیمری-فلز و به دنبال آن فلز خالص آزمایش کنند.

پروفسور Muthukumaran Packirisamy که همراه با دکتر محسن حبیبی و دانشجوی دکتری شروین فروغی این مطالعه را رهبری کردند، گفت: فرکانس‌های فراصوت در حال حاضر در روش‌های مخرب مانند برداشتن بافت‌ها و تومور‌ها با لیزر استفاده می‌شوند. ما می‌خواستیم از آن‌ها برای ایجاد یک چیز استفاده کنیم. "

مقاله‌ای در مورد این تحقیق اخیراً در مجله Nature  منتشر شده است.

بیشتربخوانید

• اینوتکس میزبان محصولات کاربردی بر مبنای هوش مصنوعی است