Puede verlo ahora, ya no: impresión CT con baño de índice. La luz verde en el vial es la fluorescencia, un subproducto del proceso de impresión 3D que resalta convenientemente la trayectoria de la luz en el vial. Fuente: Universidad de Waterloo
La impresión tomográfica 3D es una tecnología revolucionaria que utiliza la luz para crear objetos tridimensionales. El proyector emite luz sobre un vial giratorio que contiene una resina fotocurable y en unos segundos se forma la forma deseada dentro del vial. Las proyecciones de luz necesarias para solidificar regiones 3D específicas del polímero se calculan utilizando el concepto de imágenes tomográficas.
La tecnología fue demostrada por primera vez por científicos de la Universidad de California, Berkeley y Lawrence Livermore National Labs en 2019, y por el grupo suizo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en 2020. Es mucho más rápido que la impresión en capas 3D tradicional. imprime alrededor de objetos existentes y no requiere estructuras de soporte.
Por increíble que sea, la tecnología puede ensuciarse en el laboratorio. La forma redonda del vial hace que refracte los rayos como una lente. Para contrarrestar esto, los expertos utilizan una tina rectangular de índice coincidente, que proporciona una superficie plana para el paso correcto de los rayos. El vial de resina debe sumergirse en la bañera y retirarse cada vez que se use, creando una situación viscosa.
Nuevas ecuaciones y tecnología de recorte de código están sueltas
Estaba resbaladizo hasta que un estudiante de la Universidad de Waterloo se unió al Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) para un semestre de colaboración virtual en 2020. Kayley Ting, quien está haciendo una licenciatura en Ciencias Aplicadas (BASc) en Ingeniería Biomédica, colaboró con expertos en el campo de la visión artificial y la impresión 3D de los Centros de Investigación de Tecnologías Digitales y Tecnologías de Seguridad e Innovación de NRC.
Juntos, desarrollaron una tecnología computacional que corrige las distorsiones ópticas. Las nuevas ecuaciones compensan la forma redonda del vial y eliminan la necesidad de un baño de gel cuadrado al tiempo que permiten la producción casi instantánea de formas poliméricas precisas utilizando luz.
El equipo también desarrolló un nuevo código de programación de impresoras para que pueda crear objetos complejos y ser utilizado fácilmente por no expertos. Recientemente publicaron su nuevo método y sus hallazgos en Óptica Express, una revista científica de código abierto y reveló algunas formas deslumbrantes que crearon.
Fuente: Universidad de Waterloo
El plazo para la cooperación virtual genera un progreso real
Debido a las limitaciones de la pandemia de COVID-19, Kayley no pudo acceder al laboratorio en Ottawa donde se imprimen los artículos. Pero eso no le impidió innovar de forma remota. Para imprimir objetos complejos usando archivos STL, Kayley escribió el código de importación 3D objeto archivo, lo corta y convierte los cortes 2D en proyecciones de luz que brillarán sobre el vial. En esta etapa se requieren cálculos intensivos.
“Si bien se tarda aproximadamente una hora en procesar un archivo para su impresión, normalmente se tarda menos de un minuto en ejecutar una versión del código de Kayley”, afirma Antony Orth, especialista en investigación de Tecnologías digitales y supervisor de Kayley.
El progreso realizado por Kayley durante su semestre virtual en NRC tendrá una aplicación práctica en el futuro.
“Kayley también creó una interfaz de usuario simple con botones y menús que permite a las personas usar la impresora sin conocer el código. Esto es muy importante para nosotros, ya que hará que la tecnología sea mucho más útil para NRC y para otros interesados en la tomografía de impresión 3D ”, dice Chantal Paquet, investigadora en Security and Disruptive Technologies.
Antony Orth y col. Corrección de la distorsión del haz en la producción de aditivos tomográficos, Óptica Express (2021). DOI: 10.1364 / OE.419795
Entregado por
Universidad de Waterloo