211service.com
Denne superraske 3D-skriveren drives av hologrammer
En lysegrønn laser blinker på og skinner inn i en petriskål full av goo. Fra ingensteds kommer formen til en binders frem – spøkelsesaktig først, så solid. Fem sekunder senere er klippet fisket opp, ryddet opp og klart til bruk.
Grunnprinsippet her er en etablert 3-D-utskriftsteknikk som bruker lasere til å herde en lysaktivert monomer til solid plast. Men i motsetning til andre tilnærminger, som skanner en laser frem og tilbake for å lage former ett lag om gangen, gjør dette systemet alt på en gang ved å bruke et 3D-lysfelt - med andre ord et hologram. Det kan gjøre 3D-utskrift langt raskere.
I hjertet av enheten som trykket bindersen er en holografisk brikke utviklet av Daqri , en oppstart som designer og bygger enheter med utvidet virkelighet fra laboratorier i San Francisco og i Milton Keynes, U.K. Selskapet lager smarte briller som ligner på Microsofts HoloLens og head-up-skjermer for biler; sistnevnte har blitt montert på over 150 000 biler laget av Jaguar Land Rover.
Fordelen med Daqris brikke, sier selskapet, er at den kan lage hologrammer uten behov for kompleks optikk. På en silisiumplate brukes et lite rutenett av avstembare krystaller for å kontrollere størrelsen og tidsforsinkelsen, eller fasen, til reflektert lys som skinner på overflaten av brikken fra en laser. Programvaren justerer krystallene for å skape interferensmønstre i lyset, noe som resulterer i et tredimensjonalt lysfelt.
I eksperimenter har teamet brukt brikken til å lage solide gjenstander ved å projisere hologrammer inn i beholdere med forskjellige lysaktiverte monomerer. Den kan for øyeblikket lage små gjenstander, for eksempel en binders, på omtrent fem sekunder – en prosess som kan ta en vanlig 3D-skriver flere minutter.
Seamus Blackley, Daqris viktigste vitenskapsmann, sier at fordi hele formen lages på én gang, lider ikke det resulterende produktet av svakheter introdusert av kornet som dannes når en gjenstand blir 3D-printet ved å skanne en laser frem og tilbake . Støttestrukturer som kreves når man bygger objekter lag for lag er også unødvendig, sier han, og større objekter bør ta omtrent like lang tid å skrive ut som mindre.
Det er noen begrensninger. Den nåværende maskinvaren lager bare grunne former, for eksempel, for eksempel bindersen i videoen. Men dybden bør øke med størrelsen på den holografiske brikken som brukes, og selskapet planlegger å skalere opp enheten tilsvarende.
Dávid Lakatos, produktsjef i 3-D-printerselskapet Formlabs , sier at varme også kan være et problem. Polymerisering er en eksoterm prosess, sier han, og refererer til prosessen der den lysaktiverte væsken herder til et fast stoff. Å skrive ut noe raskere betyr at det er mye energi fra reaksjonen som frigjøres. Det kan føre til at deler av en større gjenstand smelter.
Likevel har Daqris brikke også andre interessante applikasjoner. Mens selskapet allerede bygger enheter med utvidet virkelighet, planlegger det å bruke sin holografiske brikke til å lage skjermer med flere informasjonsplaner. For øyeblikket har den en prototype head-up-skjerm som kan gjengi ett bilde på en frontrute og ett mange meter foran, med en oppløsning tilsvarende en 720p HD-skjerm, i sanntid.
Men å lage skjermer som skaper virkelig 3D, snarere enn plan, innhold er beregningsintensivt. Hvis du vil lage et bilde på 1000 x 1000 piksler, er det én million poeng, forklarer Daping Chu fra Senter for avansert fotonikk og elektronikk ved University of Cambridge. Hvis du vil ha et 3D-bilde med samme oppløsning, er [det vil si] en milliard poeng. I prinsippet er det samme problem. Men i virkeligheten ... har du ikke nok maskinvarekapasitet.
For nå presser Daqri allerede opp mot grensene for tilgjengelig prosessorkraft med sine to-plans enheter. Men etter hvert som beregningskraften øker, er selskapet optimistisk på at visning av 3D-bilder i sanntid snart vil være mulig.