Czy nowy, opracowany przez naukowców polimer może być idealnym materiałem podporowym w druku 3D?
Połączonym siłom naukowców z trzech różnych uczelni udało się opracować tworzywo, które dzięki swoim niespotykanym właściwościom może okazać się bardzo przydatne w technologii druku 3D. Materiał ten jest w stanie zmieniać swój stan skupienia w zależności od częstotliwości padającego na nie światła. Nie było by w tym jednak nic nadzwyczajnego, gdyby nie fakt, że reakcja ta jest odwracalna.
Zmiana stanu skupienia żywicy fotopolimerowej z ciekłego na stały pod wpływem działania światła nie jest niczym nadzwyczajnym i stanowi istotę technologii SLA, DLP, DPP i pokrewnych. Niestety w tym wypadku reakcja ta jest nieodwracalna i przy pomocy światła o innej częstotliwości nie jesteśmy w stanie wydrukowanego w ten sposób modelu ponownie zmienić w ciecz. Nowe, opracowane przez naukowców tworzywo, wykazuje właściwości, które na to pozwalają.
Założeniem naukowców było stworzenie materiału syntetycznego, który można „programować” przy pomocy ekspozycji na światło o określonej częstotliwości. Przygotowany przez nich kompozyt zawiera mieszaninę triazolidinedionów oraz naftalenów, które dostrojone są do reakcji ze światłem barwy zielonej. Efektem reakcji tej substancji na takie środowisko działania jest przejście ze stanu płynnego do stanu, w którym tworzywo to staje się mocne oraz sztywne.
Warto dodać, że wspomniany efekt działa tylko wtedy, kiedy substancja znajduje się pod działaniem światła zielonego. W momencie, kiedy nasz obiekt umieścimy w ciemnym pomieszczeniu zaczyna powracać on do poprzedniej płynnej formy. W teorii więc zasada działania tego procesu jest podobna do polimeryzacji żywic fotoutwardzalnych, z tym że z możliwością nie tyle odwrócenia tej reakcji, co utrzymania jej jedynie w momencie ekspozycji na dany rodzaj światła.
Przeprowadzone przez naukowców badania dowodzą również, że prędkość zachodzenia omawianego procesu można kontrolować poprzez odpowiednie przyciemnienie źródła światła zielonego. W ten sposób można również wpływać na twardość tej substancji.
Gdyby nowy materiał miał zostać zaadaptowany dla potrzeb technologii druku 3D to jego oczywistym zastosowaniem wydaje się użycie jako materiału podporowego. W czasie druku model musiałby być cały czas podświetlany przy pomocy światła zielonego, a na koniec umieszczony w ciemnym pojemniku w celu pozbycia się twardych struktur wsparcia. Co więcej materiał ten mógłby zostać ponownie wykorzystany.
W teorii wydaje się to mieć sens i być stosunkowo proste do realizacji. W praktyce jednak pojawia się kilka problemów, które mogą okazać się trudne do przeskoczenia. Największym z nich jest przede wszystkim dostęp do zielonego światła. Zewnętrzne podpory mogłyby być podświetlane bez większych komplikacji, ale co z miejscami niewidocznymi, trudnodostępnymi, a nierzadko też zupełnie zaciemnionymi. To właśnie w takich miejscach przede wszystkim stosuje się suporty z materiałów rozpuszczalnych, ponieważ nie ma do nich łatwego dostępu z zewnątrz.
Pomimo tych wątpliwości z naukowcami skontaktowało się już podobno kilku producentów drukarek 3D, więc być może w niedalekiej przyszłości będzie nam dane nieco bliżej przyjrzeć się tej technologii.
Źródło: www.fabbaloo.com, www.qut.edu.au
