Dwa dni temu świat druku 3D obiegła sensacyjna wiadomość, że nieznana nikomu amerykańska firma Carbon 3D (w szeregach której jest pewien profesor o dość familiarnie brzmiącym nazwisku Edward Samulski) opracowała w ścisłej tajemnicy nową technologię, która ma szansę wywrócić całą branżę do góry nogami. Przyznam szczerze, że początkowo podszedłem do tej informacji dość nieufnie – tego typu newsy już niejednokrotnie pojawiały się w zagranicznych mediach i niewiele z tego później wynikało, ale jako że dziś napisała o tym nawet Gazeta.pl, uznałem iż mimo wszystko warto pochylić się nad tym tematem… Nowa technologia nazywa się CLIP i polega na druku 3D z żywicy światłoutwardzalnej. Jednakże to co czyni ją naprawdę wyjątkową to czas druku 3D, który jest… do stu razy szybszy od pokrewnych jej technologii SLA i DLP! Szczerze mówiąc CLIP to w ogóle najszybsza technologia druku 3D świata…
Carbon 3D powstało w 2013 roku i przez blisko dwa lata w kompletnej tajemnicy pracowała nad czymś, co ma szansę przebić nawet zapowiadany w zeszłym roku Multijet Fusion autorstwa HP. Technologia o nazwie CLIP („Continuous Liquid Interface Production” – ciągła płynna produkcja interfejsowa) polega na utwardzaniu żywicy światłem UV przy użyciu… tlenu! I jak wskazuje na to jej nazwa, proces druku 3D ma charakter ciągły i jednorodny – modele nie drukują się w tradycyjny sposób przez nanoszenie kolejnych warstw materiału, co zmienia całkowicie podejście do technologii druku przestrzennego.
Zanim przejdziemy do dokładnego omówienia technologii oraz maszyny, która ją wykorzystuje, kilka słów na temat najbardziej istotnego w tym wszystkim pytania: jakim cudem kompletnie nieznana nikomu firma była w stanie coś takiego w ogóle opracować i stworzyć? Okazuje się, że za Carbon 3D stoi olbrzymi kapitał – w 2013 roku zainwestował w nią Sequoia Capital – najstarszy i najbardziej utytułowany fundusz inwestycyjny na świecie, a rok później dołączył do niego kolejny fundusz – Silver Lake Kraftwerk. Do tej pory firma zebrała 41 milionów dolarów – i to wszystko w kompletnej tajemnicy. Po raz kolejny sprawdza się stare porzekadło, że duży pieniądz lubi ciszę…
Wracając do technologii – zamiast drukować obiekt warstwa po warstwie, co prowadzi do do bardzo wolnego procesu druku 3D i stosunkowo mało wytrzymałej struktury, nowy proces polega na utwardzaniu żywicy światłem przy równoczesnym wykorzystaniu tlenu jako środka hamującego w całym procesie. Tym samym proces stricte mechaniczny został przekształcony w fotochemiczny, który nie tylko przyspiesza produkcję modelu lecz również pozbawia go warstw. Drukarka Carbon 3D wykorzystuje przejrzyste i przepuszczalne okno, przez które przechodzi światło i tlen – trochę na zasadzie dużego szkła kontaktowego.
Drukarka 3D jest w stanie kontrolować przepływ tlenu, który jest przepuszczany do komory z żywicą. Następnie gdy żywica jest naświetlana światłem UV, tlen uniemożliwia utwardzanie tych fragmentów żywicy, które są wokół budowanego obiektu, podczas gdy światło utwardza sam model. Tlen tworzy „martwe strefy” w żywicy, która nie będzie utwardzona, a jej dokładność jest liczona w dziesiątych częściach mikrona (to mniej więcej tyle co 2-3 czerwone krwinki). Drukarka 3D emituje w tym samym czasie serie obrazów przy użyciu światła UV, w sposób podobny do wyświetlania filmu poklatkowego.
Jeżeli to wszystko co zostało opisane i przedstawione powyżej okazałoby się prawdą, a sam proces druku 3D byłby faktycznie tak skuteczny i bezproblemowy – 3D Systems (w zakresie technologii SLA i MJM) oraz Objet wypadają z interesu…
Jak zwykle w tego typu przypadkach, media głównego nurtu w rodzaju Gazeta.pl podchwyciły temat i piórami kompletnych laików wieszczą (kolejną) rewolucję technologiczną zapowiadając (ponownie) drukarki 3D w każdym domu. W rzeczywistości nic takiego się nie wydarzy – a przynajmniej nie w kontekście Carbon 3D. Po pierwsze – bez względu na to jak szybki będzie to proces, w dalszym ciągu rozmawiamy o żywicach, które – o czym wielokrotnie pisałem, nie nadają się do pracy w warunkach domowych, a z pewnością nie w przypadku zwykłych użytkowników. Po drugie, żywice mają dość ograniczoną wytrzymałość na wysokie temperatury jak również wytrzymałość mechaniczną i nigdy nie zastąpią termoplastów (FDM) lub spieków (SLS).
Technologia CLIP to poważny problem dla firm produkujących drukarki 3D w technologiach SLA, DLP oraz PolyJet / MJM. Dla użytkowników tych technologii to dla odmiany fantastyczna wiadomość – czas wydrukowania modeli spada z kilku-kilkunastu-kilkudziesięciu godzin do kilku-kilkunastu-kilkudziesięciu minut. To jakby przesiąść się z furmanki w samochód.
Poza tym musimy pamiętać, iż w dalszym ciągu bardzo niewiele wiemy. Nie znamy obszaru roboczego urządzenia? Nie znamy ani jego ceny ani ceny żywic? Na powyższych filmach proces druku 3D odbywa się(chyba?) w otwartej komorze, a cały proces ma charakter fotochemiczny – czy w jego trakcie wydzielają się jakieś opary? Czy model po wydrukowaniu należy jeszcze kąpać w jakimś roztworze jak w przypadku wydruków z SLA? Czy są jakiekowliek ograniczenia co do geometrii drukowanych modeli? W końcu – co z właściwościami fizycznymi wydrukowanych modeli – jaka jest ich wytrzymałość termiczna i mechaniczna?
Technologia CLIP zapowiada się iście rewolucyjnie – aby jednak poznać jej rzeczywistą wartość i wpływ na branżę musimy poznać odpowiedzi na wszystkie powyższe pytania…?
