پیش‌تر در زومیت، انواع تکنولوژی‌های رایج درمورد چاپگرهای سه‌بعدی (SLA و DLP) و مقایسه کیفیت چاپ آن‌ها را مورد بررسی قرار دادیم. اما گویا اخبار جدیدی از یک فناوری انقلابی در این صنعت در راه است. پژوهشگران یک چاپگر سه‌بعدی را رونمایی کرده‌اند که به‌جای فناوری رایج چاپ لایه‌‌به‌‌لایه، قادر است یک شی کامل را به‌صورت یکجا چاپ ‌کند؛ نوعی فناوری که پیش‌‌تر تنها در داستان‌‌های علمی تخیلی دیده می‌‌شد ولی اکنون رنگ واقعیت به خود گرفته است.

بی‌‌دلیل نیست هم نیست که سازندگان این دستگاه، نام رپلیکیتور (به‌‌معنی بازتولیدکننده) را برای این فناوری برگزیده‌‌اند؛ نامی که بنابر ادعای سازندگان، در ادای احترام به اولین نمونه‌‌ی تخیلی از این نوع ماشین‌‌ها در سریال «پیشتازان فضا» انتخاب شده است.

جوزف دی‌‌سیمونه، شیمیدان در دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل می‌گوید: «انجام نمونه‌‌سازی سریع قطعات کوچک و شفاف، یک پیشرفت هیجان‌‌انگیز محسوب می‌‌شود.»

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 فوتونجذب‌‌شده 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.

طرز کار دستگاه رپلیکیتور

تیلور بر این باور است که این فرایند نسبت به چاپ سه‌بعدی سنتی انعطاف‌پذیری بیشتری دارد؛ به‌‌عنوان مثال، با کمک فناوری رپلیکیتور می‌توان اشیایی را روی پوسته‌‌‌‌ی خارجی اجسام فعلی چاپ کرد. همچنین محصولات ایجاد‌‌شده طی این فرایند، از سطوح هموارتری در مقایسه با چاپگرهای سه‌‌بعدی معمولی برخوردار هستند به‌‌گونه‌‌ای که می‌توان از این روش برای تولید تجهیزات اپتیکی نیز بهره برد. دانشمندان اظهار می‌‌کنند که این روش می‌تواند برای چاپ دیگر تجهیزات پزشکی نیز مورداستفاده قرار گیرد.