Questa stampante 3D super veloce è alimentata da ologrammi

Un laser verde brillante si accende, brillando in una capsula di Petri piena di sostanza appiccicosa. Dal nulla emerge la forma di una graffetta: dapprima spettrale, poi solida. Cinque secondi dopo la clip viene ripescata, ripulita e pronta per l'uso.

Il principio di base qui è una tecnica di stampa 3D consolidata che utilizza i laser per polimerizzare un monomero attivato dalla luce in plastica solida. Ma a differenza di altri approcci, che scansionano un laser avanti e indietro per creare forme uno strato alla volta, questo sistema fa tutto in una volta usando un campo di luce 3-D, in altre parole, un ologramma. Potrebbe rendere la stampa 3D molto più veloce.

Al centro del dispositivo che ha stampato la graffetta c'è un chip olografico sviluppato da Daqri , una startup che progetta e costruisce dispositivi di realtà aumentata dai laboratori di San Francisco e Milton Keynes, nel Regno Unito. L'azienda produce occhiali intelligenti simili agli HoloLens di Microsoft e display head-up per auto; questi ultimi sono stati montati su oltre 150.000 veicoli prodotti da Jaguar Land Rover.

Il vantaggio del chip di Daqri, afferma l'azienda, è che può creare ologrammi senza la necessità di ottiche complesse. Su un wafer di silicio, una minuscola griglia di cristalli sintonizzabili viene utilizzata per controllare l'intensità e il ritardo temporale, o fase, della luce riflessa irradiata sulla superficie del chip da un laser. Il software regola i cristalli per creare schemi di interferenza nella luce, risultando in un campo luminoso tridimensionale.

Negli esperimenti, il team ha utilizzato il chip per creare oggetti solidi proiettando ologrammi in contenitori di vari monomeri attivati ​​dalla luce. Attualmente può realizzare piccoli oggetti, come una graffetta, in circa cinque secondi, un processo che potrebbe richiedere diversi minuti con una normale stampante 3D.

Seamus Blackley, il principale scienziato di Daqri, afferma che poiché l'intera forma viene creata in una volta sola, il prodotto risultante non soffre dei punti deboli introdotti dalla grana che si forma quando un oggetto viene stampato in 3D scansionando un laser avanti e indietro . Anche le strutture di supporto necessarie quando si costruiscono gli oggetti strato dopo strato non sono necessarie e gli oggetti più grandi dovrebbero impiegare all'incirca lo stesso tempo per la stampa di quelli più piccoli.

Ci sono alcune limitazioni. L'hardware attuale crea solo forme poco profonde, ad esempio la graffetta nel video. Ma la profondità dovrebbe aumentare con le dimensioni del chip olografico utilizzato e l'azienda prevede di aumentare di conseguenza il dispositivo.

Dávid Lakatos, responsabile del prodotto presso l'azienda di stampa 3D Formlab , dice che anche il calore potrebbe essere un problema. La polimerizzazione è un processo esotermico, dice, riferendosi al processo mediante il quale il liquido attivato dalla luce indurisce in un solido. Stampare qualcosa più velocemente significa che c'è molta energia dalla reazione che viene rilasciata. Ciò potrebbe far sciogliere parti di un oggetto più grande.

Tuttavia, il chip di Daqri ha anche altre applicazioni interessanti. Sebbene l'azienda costruisca già dispositivi di realtà aumentata, prevede di utilizzare il suo chip olografico per creare display con più piani di informazioni. Attualmente, ha un prototipo di display head-up in grado di riprodurre un'immagine su un parabrezza e una a molti metri più avanti, con una risoluzione equivalente a uno schermo HD 720p, in tempo reale.

Ma realizzare display che creino contenuti veramente 3D, piuttosto che planari, richiede un'intensa attività di calcolo. Se vuoi creare un'immagine di 1.000 x 1.000 pixel, questo è un milione di punti, spiega Daping Chu del Centro per la fotonica e l'elettronica avanzate all'Università di Cambridge. Se vuoi un'immagine 3D con la stessa risoluzione, [cioè] è un miliardo di punti. In linea di principio è lo stesso problema. Ma in realtà... non hai abbastanza capacità hardware.

Per ora, Daqri sta già spingendo contro i limiti della potenza di elaborazione disponibile con i suoi dispositivi a due piani. Ma con l'aumento della potenza di calcolo, l'azienda è ottimista sul fatto che presto sarà possibile visualizzare immagini 3D in tempo reale.

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