Российские физики разрабатывают левитационный 3D-принтер

18.01.2018

Физики Томского государственного университета разрабатывают новый метод ультразвуковой 3D-печати на основе уже созданной ими установки для левитации мелких частиц. Устройство для высокотемпературных и химически агрессивных веществ и растворов должно быть готово к 2020 году.

Установка ультразвуковой левитации использует акустическое поле для управления положением частиц пенопласта. С помощью 3D-принтера у ученых появится возможность создавать из плавающих в воздухе раскаленных или взрывоопасных элементов точные трехмерные объекты заданной формы внутри безэховой камеры. Для удержания частиц пластика в воздухе используются звуковые волны 40 кГц, мощность которых может быть увеличена для работы с более крупными крупицами. Специальное ПО позволяет двигать левитирующие объекты из стороны в сторону.

«Первый этап — это контролируемая левитация частиц, затем на этой основе мы создадим метод манипуляции группой частиц, чтобы собирать из них трехмерные объекты, — объясняет Дмитрий Суханов, руководитель проекта. — При попадании в звуковое поле и в процессе осаждения частицы порошкообразного вещества перегруппировываются, падают по требуемым траекториям и осаждаются в определенно заданный рисунок. Слой за слоем частицы будут осаждаться в какую-либо фигуру».

Российские ученые не первые, кто додумался до применения левитации в промышленных целях. Аналогичные подходы разрабатывают в Японии и Великобритании. Но томские специалисты хотят не просто улучшить технологию левитации, они собираются с ее помощью создавать печатные платы, обрабатывать опасные химические вещества и выполнять другие задачи.

«Наши исследователи применяют собственные решетки ультразвуковых излучателей, разрабатывают систему параллельного управления излучателями и программное обеспечение, — добавляет Суханов. — Для достижения этой цели нам нужна комбинация цифровых технологий для передачи и обработки большого объема данных, технологий синхронной генерации и усиления множественных сигналов, и решения для акустических и аэродинамических задач».

Физики уже собрали модель 3D-принтера с левитацией, но им предстоит еще много работы, прежде чем поставленная цель будет достигнута. На ее реализацию Российский научный фонд выделил 15 млн рублей, сообщает3ders.