نسل جدید چاپگرهای سه بعدی

هایدن تیلور، یک مهندس برق در دانشگاه کالیفرنیا از برکلی توضیح می‌دهد که عملکرد این دستگاه طی مقاله‌‌ای در ژورنال علمی ساینس در ۳۱ ژانویه شرح داده شده است. این دستگاه درواقع مشابه یک توموگرافی رایانه‌‌ای یا سی‌‌تی اسکن (CT) است که به‌‌صورت معکوس کار می‌‌کند.

در ماشین‌های سی‌‌تی اسکن، یک لامپ پرتو ایکس دور بیمار می‌چرخد و طی آن چندین تصویر از اعضای داخلی بدن تهیه می‌‌کند. سپس یک رایانه از این طرح‌‌ها برای بازسازی یک تصویر سه‌بعدی بهره می‌‌گیرد.

نمایی از دستگاه رپلیکیتور

با مطالعه‌‌ی روند کار دستگاه سی‌‌تی اسکن، این تیم پژوهشی دریافت که این فرایند می‌تواند به‌‌صورت معکوس پیاده‌‌سازی شود: با ارائه‌‌ی یک مدل رایانه‌‌ای از یک جسم سه‌بعدی، پژوهشگران محاسبه کردند که این جسم از زوایای مختلف چگونه به نظر می‌رسد، سپس تصاویر دوبعدی را به‌‌عنوان ورودی به یک پروژکتور اسلاید معمولی وارد کرده و پروژکتور نیز تصاویر را در یک ظرف استوانه‌ای پر از اکریلات (نوعی رزین مصنوعی) بازتاب می‌‌کند. وقتی پروژکتور به‌‌صورت ۳۶۰ درجه، به دور تصاویر می‌‌چرخد، محفظه نیز با زاویه‌‌ی مربوطه چرخانده می‌شود. تیلور می‌‌گوید:

با چرخش پروژکتور، مقدار نور دریافتی ازسوی هر نقطه از جسم می‌تواند به‌‌طور مستقل کنترل شود. وقتی میزان نور دریافتی به مقدار مشخصی می‌‌رسد، مایع تبدیل به جامد خواهد شد.

دلیل چنین پدیده‌ای آن است که یک ماده‌‌ی شیمیایی موجود در رزین فوتون‌‌ها را جذب می‌کند و وقتی که میزان فوتون جذب‌‌شده به آستانه‌‌ی معینی می‌رسد، اکریلات وارد واکنش پلیمریزاسیون می‌‌شود؛ بدین ترتیب مولکول‌های رزین به‌‌صورت زنجیره‌‌ای به یکدیگر متصل شده و درنهایت یک پلاستیک جامد ایجاد خواهد شد.

برای ساخت شی‌‌ای با ضخامت حدود چند سانتی‌‌متر، این فرایند نوردهی حدود دو دقیقه طول می‌کشد؛ تیم پژوهشی به‌‌تازگی موفق شده است که یک نمونه از مجسمه‌‌ی چند سانتی‌‌متری تمثال «اندیشه‌‌گر» (اثر اوت رودن) را با

فناوری رپلیکیتور چاپ کند.

پس از اتمام فرایند، مایع مازاد از نمونه جدا شده و درنهایت یک جسم جامد زردرنگ به‌‌جای می‌‌ماند.