Wspomagany elektrycznie fotopolimerowy druk 3D niezwykle wytrzymałych struktur
Amerykańscy naukowcy opracowali nowatorską metodę drukowania w 3D niezwykle wytrzymałych struktur z żywic fotopolimerowych, przy wspomaganiu pola elektrycznego. Inspirację zaczerpnęli z przyrody, a efekty ich pracy przypominają swoją strukturą oraz wytrzymałością naturalną masę perłową.
Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii w swoich najnowszych badaniach inspiracji szukali w królestwie zwierząt. Materiał, który ich zaciekawił to masa perłowa, czyli substancja, z której mięczaki wykonują swoje bardzo twarde i wytrzymałe skorupy. Sekretu tych właściwości doszukiwać należy się w mikroskopowej strukturze tego tworzywa. Masa perłowa składa się bowiem z bardzo małych „cegiełek” budowanych z węglanu wapnia, połączonych białkową „zaprawą”.
Opracowana nowa technika druku 3D bazuje na technologii fotopolimerowej. Wykorzystywana w niej żywica wymieszana jest jednak z nanocząsteczkami grafenu, które w czasie druku 3D poddawane są działaniu pola elektrycznego. Wytwarzane poprzez elektrody pole powoduje uporządkowanie tych płytek, w momencie kiedy dana warstwa jest utwardzana. Otrzymujemy w ten sposób podobną do masy perłowej strukturę, zbudowaną z cegiełek grafenu zespojonych zaprawą z żywicy fotopolimerowej.
Przeprowadzone na wydrukach testy potwierdziły, że ich wytrzymałość jest niemal identyczna jak wytrzymałość naturalnej masy perłowej. Przy okazji odkryto, że obiekty te posiadają niespotykaną w przyrodzie anizotropię właściwości elektrycznych. Dzięki tej niezwykle interesującej zdolności mamy możliwość elektrycznego wykrywania pęknięć w wydrukowanym modelu. Jedną z ciekawszych aplikacji, w której możemy to wykorzystać jest kask, który może „informować” o swoim uszkodzeniu.
Ciekawym aspektem nowego procesu druku 3D z fotopolimerów jest fakt, że dla każdej kolejnej warstwy modelu 3D jesteśmy w stanie uzyskać inne ułożenie przebiegu nanopłytek grafenu. Otwiera nam to drogę do zupełnie nowych możliwości projektowania elementów, w których określać możemy jakie rozmieszczenie właściwości elektrycznych chcemy w nich uzyskać.
Źródło: www.fabbaloo.com
