Naukowcy opracowali nową technikę druku 3D, która bazuje na wytłaczaniu oraz systemach mikroprzepływowych
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis opracowali nową technikę druku 3D, opartą na kropelkowych układach mikroprzepływowych. Dzięki niej, w technologii bazującej na FDM, są w stanie drukować modele nie tylko kolorowe, ale przede wszystkim o zróżnicowanych właściwościach mechanicznych.
Jak wiemy druk 3D w technologii FDM, oparty jest na wytłaczaniu plastycznego filamentu przez dyszę, w taki sposób, aby utworzyć ostateczny obiekt, budując go warstwa po warstwie. Sposób ten jest zarówno tani, jak i wydajny, ale niesie ze sobą również pewne ograniczenia. Przede wszystkim nie możemy tworzyć modeli wielomateriałowych (wykonanych z więcej niż jednego materiału o różnych właściwościach), oraz takich o dowolnie zadanej miękkości. Nowa, oparta na kropelkach, metoda ma rozwiązywać te problemy.
Jednym z naukowców, który pracował przy omawianym projekcie, jest Jandi Wan, asystent profesora inżynierii chemicznej. Prowadzony przez niego zespół dążył do opracowania nowej technologii, bazując na metodzie opartej na wytłaczaniu, w której byłaby możliwa modulacja wytłaczanego materiału w punkcie drukowania, poprzez wykorzystania kropelkowych wtrąceń odpowiednich substancji.
Zgłębiając temat i szukając inspiracji, naukowcy zauważyli, że stosowana w druku 3D dysza jest bardzo podobna do innego urządzenia badanego przez zespół. Mowa o urządzeniach mikroprzepływowych ze szklanymi płytkami z kapilarnymi kanalikami przepływowymi. Urządzenia te używają wielu umieszczonych w sobie dyszy. Wan i jego zespół zdali sobie wówczas sprawę, że podobny model mogą zastosować w obecnie stosowanych głowicach drukarek 3D.
Nowo opracowane urządzenie wykorzystuje wielofazowy system kroplowy do kapsułkowania kropelek roztworu PEGDA (wodny roztwór diakrylanu glikolu polietylenowego) wewnątrz PDSM (polidimetylosiloksan), czyli polimeru opartego na bazie krzemu. Cały układ przypomina labirynt z gry PAC-MAN, z punkcikami kropelek PEGDA, otoczonymi PDMS. W momencie kiedy PEGDA dyfunduje z kropelek, zakłóca polimeryzację PDMS, powodując mięknięcie materiału i uelastycznienie całej struktury. Elastyczność możemy dalej modyfikować, zmieniając rozmiar kropli oraz prędkość przepływu.
Nowa technologia może znaleźć zastosowanie w biodruku, miękkiej robotyce oraz w tak zwanej wearable electronics, czyli elektronice, którą nosimy na sobie (na przykład typu smartwatch).
Źródło: www.3dnatives.com
