Niemieccy naukowcy opracowali nowy materiał do druku 3D rosnący pod wpływem ciśnienia

Popularni ostatnio niemieccy naukowcy z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) wraz z naukowcami francuskimi pochwalili się kolejnym sukcesem w zakresie technologii przyrostowych. Mają oni już w swoim dorobku spektakularne osiągnięcia w tym zakresie. W ciągu zaledwie niespełna dwóch miesięcy opublikowali wyniki badań dotyczących druku 3D ze szkła w technologii fotopolimerowej, którą można stosować na dowolnej drukarce SLA oraz druku 3D ze znikającego tuszu, który pozwala na nanoszenie korekt w modelu, już po jego wykonaniu. Tym razem opracowali nowatorski metamateriał, którego struktura 3D zachowuje się tak, jakby przeczyła prawom fizyki.

Wspomniani naukowcy opracowali metamateriał, którego właściwości są unikalne nie tylko w skali zastosowań druku 3D, ale też w zakresie innych, w ogóle opracowanych dotychczas, materiałów fizycznych. Wydrukowana z niego struktura 3D pod wpływem nacisku lub działania ciśnienia, nie zachowuje się w sposób, którego każdy kto miał w życiu chociaż jedną lekcję fizyki, mógłby się spodziewać. Nie następuje bowiem jego kurczenie, obiekt ten zaczyna zwiększać swoją objętość i „rozrastać się”.

Otrzymany kompozyt określany jest przez naukowców jako poroelastyczny, trójwymiarowy metamateriał, który pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego pochodzącego od otaczającego go gazu lub cieczy, w widoczny sposób zwiększa swoją objętość. Aby było to możliwe należy z owego tworzywa wydrukować w 3D specjalne, puste w środku struktury krzyżowe, które na końcu każdego krzyża posiadają charakterystyczne, okrągłe membrany. Jedną jednostkę tworzy układ ośmiu struktur krzyżowych, połączonych ze sobą za pomocą prętów.

W momencie kiedy ciśnienie otoczenia jest większe niż ciśnienie wewnątrz zbudowanej z krzyży jednostki, to membrany zapadają się do jej środka. W tym momencie ścianki budujące puste przestrzenie zwiększają swoją objętość. W efekcie tego zjawiska, przy wzroście ciśnienia zewnętrznego, objętość struktury zwiększa się w widoczny sposób.

Wszystko to sprawdza się póki co w obrębie symulacji komputerowych i jest na razie rozważaniem czysto teoretycznym. Naukowcy poczynili już jednak pierwsze kroki prowadzące do przejścia od teorii do praktyki. Warto też dodać, że pozyskanie takich struktur możliwe jest wyłącznie dzięki zastosowaniu technologii przyrostowych, które pozwalają na budowanie obiektów w odpowiedniej nanoskali.

Źródło: www.3ders.org