Autodesk ставит целью добиться скорости и точности ультрабыстрой 3D-печати от Gizmo

Объявив о своей супербыстрой технологии, которая позволяет «наращивать» объекты вместо того, чтобы создавать их слой за слоем, компания Carbon3D наделала много шума. Эта новость привела к тому, что и другие компании отрасли начали гонку за тем, кому удастся соответствовать таким высокоскоростным (100 мм/ч - 500 мм/ч) DLP-SLA технологиям; в том числе в гонку включилась австралийская компания под названием Gizmo 3D, которая надеется запустить свою собственную подобную версию уже в этом году.

По мере того как это соревнование набирает обороты, Андреас Бастиан, ученый-исследователь сферы 3D-печати компании Autodesk, задался вопросом, оправдана ли вся шумиха по отношению к использованию DLP-проектора, что по сути и лежит в основе метода, используемого Gizmo 3D. Команда Autodesk Ember  во главе с Бастианом решила разработать свой собственный принтер, который будет работать подобным образом и сможет удовлетворять требования по скорости печати.

Команда ставила себе целью подробнее узнать о процессе, в рамках которого рабочая поверхность, заполненная материалом, плавно опускается вниз,  а также изучить сильные и слабые стороны процесса. В результате было принято решение изучить технологию Gizmo 3D, так как кажется, что предлагаемый ими метод значительно отличается от традиционного. Научные исследования и разработки Gizmo 3D держатся в тайне, и по этой причине Бастиан и его команда решили сами работать над достижением данной цели и посмотреть, что получится.

Рассказывает Бастиан:  "Как утверждает компания, им удалось добиться скорости печати до 500 миллиметров в час, и если это правда, то окажется, что другие также сделали существенные успехи в процессе стереолитографии, которые стоит изучить. Наша команда заинтересовалась этим вопросом, поэтому мы разработали DLP SLA 3D-принтер, который работает с файлами Fusion 360 и STEP, и попытались воссоздать результаты..."

Бастиан предоставил некоторые параметры, на которые ориентировалась его команда:

• Скорость печати между 100 и 500 мм/ч .
• При печати многоуровневых деталей скорость печати составляет около 100-350 мм/ч.
• Непрерывное воздействие.
• Дискретные, разнородные объекты печати.
• Технология прямой обработки света и др.

Кеппи Помрой работал с командой над созданием программ для проекта. Вместе они автоматизировали аппаратные средства и начали тестировать несколько различных видов полимеров, включая следующие:

1. PR48 - стандартный полимер, который Autodesk использует для создания прототипов, вязкостью 183 мПа•с.
2. Spot-GP - 63 мПа•с.
3. Industrial Blend Red Resin - команда не смогла измерить вязкость материала, однако, по оценкам, примерный показатель такой же, как у PR48 и Spot-GP.
4. Полимер с низкой вязкостью - разработан химиком по полимерам Брайаном Адзима.  Вязкость - около 60 мПа•с.

В результате тщательного тестирования этих материалов команда получила результат, который подтверждает, что они могут создать собственный принтер с характеристиками, как у Gizmo.

Бастиан  сказал следующее: "Хотя мы смогли добиться скорости печати, близкой к той, которая показана на видео Gizmo3D, мы не справились с задачей создания какого-либо значимого объекта или качества сборки. Тем не менее, нам удалось лучше разобраться в особенностях и проблемах работы DLP SLA  при использовании для печати непрерывных и дискретных объектов".

Важно, что в результате данного опыта Autodesk и Ember разработали список решений и проблем, учитывая которые, и планируют дальше изучать особенности и возможности DLP SLA принтеров. Они обнаружили, что, набирая скорость, принтер теряет гарантированное качество работы. Так называемая «мертвая зона» делает невозможными манипуляции с полимерами, которые, как видно из видео, можно выполнять при применении технологии Gizmo 3D. Команда прокомментировала это так: "Верхняя поверхность сразу затвердевает, боковые стенки начинают формироваться снова, и процесс повторяется. Это приводит к тому, что «слои» слабо связаны между собой, и объект в целом получается пористым".

Боковая миграция и вязкость материала также оказались проблемой. Затвердевший материал расширяется  и деформируется. Это вызвало проблемы с поверхностным натяжением в объектах, что повлекло за собой неотвратимые нарушения в рабочем процессе. Но Бастиан и его команда не только обратили внимание на проблемы этой технологии, но и придумали несколько решений для ее улучшения.