Naukowcy opracowali metodę wielomateriałowego druku 3D z mieszaniny fotopolimerów

Naukowcy z Uniwersytetu Wisconsin-Madison opracowali nową metodę druku 3D z fotopolimerów, która pozwala na wytwarzanie modeli wielomateriałowych lub wielokolorowych, przy wykorzystaniu różnych rodzajów żywic umieszczonych w jednym pojemniku. Kluczem do sukcesu tej technologii jest wykorzystanie źródeł światła o różnych długościach fali.

Chociaż wielokolorowy/wielomateriałowy druk 3D z fotopolimerów nie jest żadną nowością, to jego realizacja odbywa się aktualnie za pomocą natryskiwania żywic, z których każda znajduje się w innym pojemniku. Opracowując nową technologię naukowcy wyszli z założenia, że podejście jednozbiornikowe z materiałem wieloskładnikowym byłoby z różnych względów o wiele bardziej praktyczne.

Jak wiemy technologia fotopolimerowa opiera się na naświetlaniu żywicy przy pomocy światła o określonej długości fali, do której dostosowane są umieszczone w niej fotoinicjatory. Podstawowymi żywicami jakie możemy wyróżnić na podstawie długości fali, z którą reagują to 355 nm (żywice przemysłowe), 380-405 nm (standardowe żywice UV) oraz 460 nm (żywice Daylight). Oznacza to, że na przykład na urządzeniu pracującym w technologii Daylight nie utwardzimy żywicy 355 nm (przynajmniej w akceptowalnym czasie), to samo tyczy się również pozostałych kombinacji.

Powyższy fakt został wykorzystany przy opracowaniu nowej technologii wielomateriałowej. Wykorzystuje ona bowiem mieszaninę fotopolimerów, które reagują z różnymi długościami fal, a sama drukarka 3D musi być w takie właśnie źródła światła wyposażona. W tym wypadku posłużono się światłem UV oraz widzialnym.

Najważniejszymi problemami, z którymi musieli zmierzyć się naukowcy było dobranie polimerów tak, aby ich czasy naświetlania przy korzystaniu z różnych źródeł światła były do siebie zbliżone, tak aby dana warstwa skończyła się naświetlać mniej więcej w tym samym czasie. Zagadką było również zachowanie się obu substancji po wymieszaniu ich ze sobą.

Na obecnym etapie prac udało się przygotować mieszaninę pozwalającą na łączenie ze sobą twardej żywicy epoksydowej utwardzanej światłem UV oraz miękkiej żywicy akrylowej utwardzanej światłem widzialnym. Według twórców technologia posiada jeszcze wiele niedoskonałości i wymaga pewnego dopracowania, ale korzyści jakie możemy dzięki niej osiągnąć rekompensują nakład pracy jaki jeszcze musi zostać w nią włożony.

Źródło: www.3ders.org, www.nature.com