Ксолография – это в первую очередь новая и очень интересная технология аддитивного производства, разработанная компанией xolo GmbH. Она использует объёмную (волюметрическую) фотополимеризацию для создания трехмерных объектов. В отличие от традиционных 3D-принтеров, которые строят объекты послойно, ксолография полимеризует материал одновременно во всем объеме.
Принцип работы Ксолографии:
- Фотополимеризуемая смола: В качестве материала используется специальная фотополимерная смола, чувствительная к определенной длине волны света.
- Два световых луча: Для полимеризации используются два световых луча:
- Проекционный луч (Projector beam): Формирует 2D изображение на поперечном сечении детали внутри объема смолы. Этот луч инициирует полимеризацию, но только в тех местах, где он пересекается со вторым лучом.
- Линейный луч (Sheet beam): Создаёт тонкий световой слой (лист), который перемещается вдоль всего объема смолы. Этот луч служит как «активатор», позволяя проекционному лучу полимеризовать смолу только в месте пересечения этих двух лучей.
- Объемная полимеризация: Перемещая линейный луч вдоль оси Z, а проекционный луч (с изменяющимся изображением поперечного сечения) вдоль осей X и Y, смола полимеризуется в нужных областях, формируя трехмерный объект.
- Извлечение и очистка: После завершения печати, готовый объект извлекается из смолы, а остатки не полимеризованной смолы удаляются.
Преимущества Ксолографии:
- Высокая скорость: Полимеризация происходит во всем объеме, а не послойно, что значительно ускоряет процесс печати.
- Высокое разрешение и детализация: Благодаря контролю над световыми лучами, можно достичь очень высокой точности и детализации при печати сложных геометрий.
- Отсутствие слоистой структуры: В отличие от FDM и SLA, ксолография не создает слоистую структуру, что обеспечивает гладкую поверхность и изотропные механические свойства.
- Печать больших объектов: Теоретически, возможно печатать объекты больших размеров, ограничиваясь только размером ванны со смолой и мощностью световых лучей.
- Подходит для различных материалов: Технология может быть адаптирована для работы с различными фотополимерами.
Применение Ксолографии:
- Прототипирование: Быстрое создание прототипов сложных деталей.
- Медицина: Изготовление имплантатов, протезов и других медицинских изделий с высокой точностью и биосовместимостью.
- Стоматология: Производство стоматологических моделей, протезов и капп.
- Производство микродеталей: Создание миниатюрных деталей для электроники и микромеханики.
Что касается применения в Техническом Университете Эйндховена (TU/e) для 3D-печати живых клеток, прямая печать живых клеток с помощью стандартной ксолографии маловероятна, так как фотополимерные смолы не подходят для клеточной среды. Вероятнее всего, ученые в TU/e адаптировали принципы ксолографии (высокая точность и контроль над светом) для разработки новой технологии 3D-биопечати. Например, они могли разработать биосовместимые фотополимеры, которые позволяют клеткам выживать и размножаться, или же использовать метод светового проецирования для активации других процессов, необходимых для формирования тканей.
Как по словам биоинженера Мигеля Диаса Кастильо: «К сожалению, пока это только перспективы, и не более того. На данном этапе мы рассматриваем эту технологию скорее как пространство для экспериментов». Но если всё таки такая технология станет развиваться можно сказать,что ксолография представляет собой перспективную технологию 3D-печати с большим потенциалом для различных отраслей. Особенно интересным является её возможное применение в биомедицине и разработке новых технологий 3D-биопечати.