OpenCAL V2: volumetric 3D printing спускают из лаборатории в hobby/open-source
OpenCAL V2 формирует полимерную деталь внутри вращающейся виалы со смолой: проектор подаёт последовательность томографических изображений, а отверждение задаёт накопленная световая доза. Для штатной виалы диаметром 20 мм расчёт оставляет около 13 мм полезного диаметра — оптика и химия здесь напрямую ограничивают геометрию.
OpenCAL V2 развивает открытую установку вычислительной аксиальной литографии — разновидности объёмной фотополимерной печати. Цилиндрическая виала со смолой вращается перед проектором, который выводит рассчитанную последовательность проекций. За полный оборот каждый участок объёма получает свою интегральную дозу излучения. Полимеризация начинается там, где доза пересекает порог, заданный фотохимией состава.
Такой процесс отличается от привычной SLA-печати кинематикой и задачей подготовки. Геометрия не раскладывается на набор плоских слоёв: программа Tomo строит для STL синограмму, сохраняемую в MP4 для проектора. В расчёте используются VAMToolbox и ASTRA; для полноразмерных задач разработчики рекомендуют CUDA-ускорение. CPU-режим предусмотрен, однако время подготовки модели становится отдельным ограничением установки.
Ключевая часть Tomo — коррекция оптики и переноса дозы в смоле. Интерфейс учитывает преломление на стенке виалы, поглощение по закону Бугера—Ламберта, диффузию и пороги полимеризации. Для виалы диаметром 20 мм документация указывает полезный радиус около 6.6 мм после коррекции преломления. Номинальный объём сосуда поэтому не равен рабочей области: доступный диаметр составляет примерно 13 мм. При росте детали усиливаются требования к однородности проекции, прозрачности материала и точности модели поглощения.
Программный расчёт пытается разделить две конфликтующие области дозы. Внутри модели экспозиция должна уверенно превысить порог отверждения, снаружи — остаться ниже него. Узкое окно между этими уровнями определяет качество печати. Рассеяние, паразитная засветка, кислородное ингибирование и вязкость смолы сужают это окно; результатом становятся частично отверждённые включения, размытые кромки либо хрупкая деталь. Установить завершение процесса простым отсчётом времени также трудно: оно зависит от смолы, оптической мощности, геометрии и рассчитанной дозовой карты.
Контроллер OpenCAL V2 собран из серийных компонентов. В документации указаны Raspberry Pi 5, драйвер шагового двигателя Pololu Tic T249, NEMA-17, HDMI-проектор, Raspberry Pi Camera Module 3, символьный I²C-дисплей и энкодер. Одноплатный компьютер синхронизирует вращение виалы, воспроизведение MP4-последовательности и видеоконтроль процесса. Такая архитектура делает установку воспроизводимой по спецификации, однако проектор, центровка оптической оси и биение вращающегося сосуда остаются частью калибровки, влияющей на размерную точность.
Заявления о печати деталей за минуты относятся к целевому режиму для объектов дюймового масштаба. Сопоставимых независимых данных по точности, шероховатости, повторяемости и доле годных деталей для OpenCAL V2 пока не опубликовано. После экспонирования требуется удаление неотверждённой смолы; ранняя платформа OpenCAL включала растворную и центробежную очистку.
Опубликована и рецептура фотополимера на основе UDMA с камфорхиноном, EDAB и MDEA. Это лабораторная химия с требованиями к вытяжному шкафу, СИЗ и контролю смешивания, поэтому доступность механики и графического интерфейса не делает процесс бытовым. Исходный код доступен публично, однако лицензия UC Regents ограничивает бесплатное применение образовательными, исследовательскими и некоммерческими задачами; коммерческое использование требует отдельного соглашения.
Сообщалось также о переговорах OpenCAL с Formlabs по готовой смоле для объёмной печати. Продукт, спецификация, цена и дата поставок на момент публикации не объявлены. Почтий прогресс OpenCAL V2 определяется именно связкой оптики, расчёта дозы и материалов: смена проектора или смолы требует заново сводить всю физическую модель процесса.