Volumetric AM più veloce: la strategia “sparse‑view” riduce a 15 le proiezioni e accelera di ~10×

 
Un team di Beihang University e Hong Kong Polytechnic University presenta SVIP‑VAM, una variante della stampa volumetrica che taglia drasticamente il numero di proiezioni luminose preservando la qualità, con tempi di calcolo e stampa molto inferiori.

 
I risultati di un lavoro accademico che propone una nuova strategia di volumetric additive manufacturing (VAM): SVIP‑VAM (Sparse‑View Irradiation Processing). La tecnica dimostra che, per diverse geometrie, si può scendere da migliaia di proiezioni a circa 15, con tempi di calcolo ridotti da >1 ora a ~7 minuti e oggetti con spessore parete ~130 μm.  

 
La VAM cura un intero volume di resina in un singolo step combinando multiple proiezioni di pattern luminosi (approccio tomografico). Il collo di bottiglia è la preparazione delle proiezioni (molte centinaia/migliaia) e la potenza luminosa necessaria, con rischi di artefatti. Negli ultimi mesi la letteratura ha esplorato controllo automatico dell’esposizione e ottiche olografiche per migliorare efficienza e risoluzione: SVIP‑VAM si inserisce come riduzione intelligente delle viste.  

Novità
Il metodo introduce una selezione di viste “dispari‑pari” (odd‑even) che limita la ridondanza informativa tra proiezioni. In test di laboratorio:

  • Cubi con 4 proiezioni, cilindri/sfere con 8, modelli complessi (es. figura umana) con 12–15;

  • SSIM > 0,9 con 15 proiezioni, comparabile a set da 360 viste;

  • Tempo di calcolo pattern: da ~1.440 proiezioni (>1 h) a ~15 proiezioni (~7 min).

Dettagli tecnici

  • Setup ottico: LED 405 nm, DMD (digital micromirror device), ottiche, vasca in liquido a indice di rifrazione accoppiato, camera di monitoraggio.

  • Resine: testate due formulazioni; post‑process con IPA e cura violetto.

  • Metriche: pareti minime ~130 μm su campioni; efficienza per proiezione aumentata >60×; su geometrie semplici miglioramenti fino a 125×.

  • Principio: trasferimento dal mondo CT “sparse‑view” (ricostruzione con poche proiezioni) alla VAM con schema di angoli non equidistanti per massimizzare informazione per vista.  

Implicazioni e impatto

  • Produttività: ridurre di due ordini di grandezza il numero di proiezioni cambia l’economia della VAM, contenendo requisiti computazionali ed energetici.

  • Qualità: con 12–15 viste si mantengono dettagli e uniformità; i limiti andranno valutati su dimensioni maggiori, resine diverse e geometrie con cavità sottili.

  • Automazione: insieme ai lavori su auto‑exposure (AE‑VAM) e sistemi olografici ad alta efficienza, SVIP‑VAM avvicina la VAM “hands‑off” a cicli rapidi e ripetibili.  

Prezzi e disponibilità
Non trattandosi di prodotto commerciale, non ci sono prezzi. La tecnologia è pubblicata su rivista peer‑review (International Journal of Extreme Manufacturing); l’eventuale trasferimento a OEM richiederà integrazione con meccatronica, fotopolimeri dedicati e pipeline software.  

Confronto/alternative
Le alternative più esplorate per velocizzare la VAM sono: controllo automatico dell’esposizione (fine‑tuning in feedback) e modulatori di fase/MEMS ad alta efficienza per holographic VAM. Questi approcci puntano su qualità della luce; SVIP‑VAM agisce sulla parsimony delle viste: due strategie potenzialmente complementari.  

 
Se validata su volumi maggiori, resine ad alte prestazioni e geometrie funzionali, SVIP‑VAM può trasformare la VAM da tecnologia di laboratorio a processo produttivo per dispositivi medici, micromeccanica e componenti a bassa massa.

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Di Fantasy

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