V dnešní době se často využívá 3D tisk, v němž hraje klíčovou roli světlo. Tímto způsobem se tisknou rozmanité produkty od stomatologických výrobků až po složité prototypy nejrůznějších zařízení v přesném strojírenství. 3D tisk se světlem bývá rychlý a přesný, ale platí, že ani tento typ tisku není bez vady. Produkty 3D tisku se světlem bývají křehké a snadno se poškodí nárazem.
Uvedený postup využívá světlo k ztuhnutí tekuté pryskyřice (polymeru) pro rychlou tvorbu přesných struktur, které se používají v různých oblastech výroby. Tradiční 3D tisk se vstřikováním plastů sice nabízí vynikající odolnost produktů, ale je při něm zapotřebí použít formy, jejichž výroba vyžaduje značný čas a náklady. Výzkumný tým korejského institutu Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) vyvinul novou technologii 3D tisku, která překonává slabinu 3D tisku s vytvrzováním světlem. Podle svých tvůrců má potenciál vylepšit a zlevnit produkci mnoha výrobků, které se dnes tisknou tímto způsobem.
Miso Kimová a její kolegové vyvinuli 3D tisk založený na postupu digital light processing (DLP), čímž zajistili, že výsledný produkt 3D tisku se světlem je podstatně trvanlivější. Jejich vylepšení zahrnuje dva klíčové prvky. Prvním z nich je, že použili nový typ pryskyřice vytvrzované světlem, založené na polyuretan-akrylátu (PUA), která absorbuje nárazy a vibrace a současně si zachovává požadované mechanické vlastnosti.
Druhým zásadním vylepšením bylo zapojení umělé inteligence. Nový 3D tisk zahrnuje algoritmy strojového učení, které automaticky přiřazují každé části finálního výrobku optimální pevnost, aby byl co nejodolnější. Tento postup je založený na technologii grayscale DLP, díky které je možné ovládat intenzitu světla, aplikovaného na různé části výrobku.
Tímto způsobem je možné zajistit různou pevnost jednotlivých částí výrobku, ačkoliv má použitá pryskyřice stále stejné složení. Tento koncept je inspirovaný strukturou a funkcí chrupavek a kostí v lidském těle.
Nový 3D tisk s vytvrzováním světlem je rovněž ekonomicky úspornější. Starší metody 3D tisku musely při tisku výrobku, jehož součásti měly mít různé vlastnosti, využívat nákladný 3D tisk s různými materiály. S novou technologií lze dosáhnout prakticky stejných výsledků s jediným materiálem a jediným procesem 3D tisku. Podle Kimové to značně rozšiřuje možnosti 3D tisku výrobků, pokud jde o jejich vlastnosti a strukturální design. Nová metoda by se mohla v dohledné době uplatnit například v biomedicíně, leteckém a kosmickém průmyslu nebo v robotice.
Chytřejší světlo, silnější 3D tisk
Nová pryskyřice PUA zvyšuje odolnost
Výzkumníci z KAIST vyvinuli světlem vytvrzovanou polyuretan-akrylátovou pryskyřici, která absorbuje nárazy a zvyšuje trvanlivost tištěných produktů.
AI řízené vytvrzování
Algoritmy strojového učení pomocí technologie grayscale DLP nastavují pro každou část výrobku optimální pevnost, podobně jako fungují kost a chrupavka.
Vyšší kvalita a nižší náklady
Nová metoda umožňuje dosáhnout různých vlastností v rámci jednoho materiálu, bez nutnosti více druhů plastů – výroba je přesnější, levnější a použitelná v biomedicíně, robotice i letectví.