Основными проблемами 3D печати были, есть и будут излишние остатки материала на поверхности, а также «ступенька» между соседними слоями. Многие исследователи заняты над решением, однако наиболее близко к этому подобрались в статье «Улучшение поверхностного покрытия несколькими пьезоэлектрическими преобразователями в технологии FDM». Простыми словами для получения качественных отпечатков предлагается использовать ультразвук.

Он, в отличии от хим. обработки, не привносит изменение в состав материала, которое может быть нежелательным. Традиционно такой метод использовался в металлообработке для повышения чистоты поверхности и усталостной прочности. Пьезоэлектрические компоненты создают ультразвуковые вибрации в вертикальном направлении, которые улучшают обработку поверхности при лазерном воздействии. Исследователи решили применить технологию к 3D печати, чтобы увидеть, может ли быть достигнут подобный эффект.

Ребята использовали принтер UP Plus 2 3D для печати нескольких образцов ABS. «Чтобы помочь эксперименту, обычный пьезоэлектрический преобразователь, работающий в режиме горизонтальной волны или вибрации, был зафиксирован и надежно прикреплен к контакту с парным устройством FDM», — комментируют они. „Для гарантии того, что вибрация будет широко распространяться, пьезоэлектрический преобразователь был прикреплен ко всей поверхности. Основная проблема заключалась в позиционировании пьезоэлектрического преобразователя на раскаленной платформе: гарантия, что он установлен идеально, без каких-либо контактов или попадания деталей 3D принтера, в то время как само устройство выполняет калибровку и печать“.

Образцы имели форму прямоугольников с четырьмя поверхностями, но только одна поверхность была сосредоточена на применении пьезоэлектричества. Исследователи использовали разное количество пьезонов и обнаружили, что с одним пьезовым покрытием поверхность улучшилась, а с четырьмя пьезонами она улучшилась еще больше, но самое высокое качество достигалось с применением двух или трех пьезо, что интересно.

Опыт показывает, что применение ультразвуковой вибрации действительно может уменьшить „эффект лестницы“, который является обычным в трехмерной печати. Авторы полагают, что эта технология также может быть применена к различным методам 3D печати, таким как SLA, SLS и Electron Beam Plting, и может иметь приложения в таких отраслях, как автомобильная промышленность, потребительские товары, медицина, спорт и многое другое.