Projekty 3DPrzemysłowe drukarki 3D

Inteligentne wydruki zmieniające rozmiar i kolor, czyli druku 4D kolejna odsłona

Technologia druku 4D rozwija się dynamicznie, naukowcy zaskakują nas coraz to bardziej złożonymi koncepcjami. Metoda różniąca się od tradycyjnego druku 3D dodaniem nowego „wymiaru” – czasu, czy raczej zmiany właściwości wydruku w czasie pod wpływem bodźca – pozostawia duże pole do nowych odkryć. Naukowcy z Dartmouth College postanowili połączyć możliwości, jakie niesie druk 3D, z inteligentnymi systemami molekularnymi, tworząc obiekty zdolne zmieniać swoje rozmiary i kolor.

Dzięki połączeniu nowatorskich metod zarówno w trakcie przygotowywania do druku, jak i w obszarze post-processingu wydruków, badacze osiągnęli zmniejszenie rozmiarów wydrukowanego w 3D obiektu do jednego procentu rozmiarów pierwotnych, przy jednocześnie dziesięciokrotnie większej rozdzielczości. Udało im się również wielokrotne powiększanie i kurczenie modeli. Z wykorzystaniem inteligentnego tuszu możliwe jest drukowanie w 3D z rozdzielczością 300µm, jednak rozdzielczość ostatecznego produktu sięga 30µm.

Jak wskazuje jeden z badaczy, Chenfeng Ke, w procesie niegdyś wymagającym sprzętu kosztującego 100 tys USD dzięki zastosowanemu inteligentnemu tuszowi możliwe jest użycie drukarki 3D za 1000 USD. Nowa technika jest skalowalna, łatwa w dostosowywaniu i dużo tańsza. Pozwala projektantom na zachowanie struktury i funkcji molekularnych w danym materiale, a następnie na przełożenie ich na druk 3D. Dzięki temu możliwe jest zmniejszenie rozmiarów obiektu po jego wydrukowaniu w 3D ze zwiększeniem jego rozdzielczości.

Podczas zwykłego druku 3D, materiał formuje ostateczną strukturę praktycznie od razu w taki, czy inny sposób – jak na przykład żywica światłoutwardzalna, czy spiekany proszek. Osiągana w efekcie architektura molekularna jest wprawdzie stabilna, ale też i dość losowa. Dzięki zastosowaniu odpowiednich środków, inteligentny tusz w czasie druku 3D zachowuje pożądaną architekturę na poziomie molekularnym.

Funkcja z nanoskali zostaje przeniesiona na makroskalę, a obiekt pod wpływem określonych czynników (na przykład temperatury, światła, czy substancji chemicznych) przyjmuje zaprogramowaną wcześniej formę – jak na przykład zmiana rozmiarów, czy koloru. Szczegóły dotyczące produkcji inteligentnego tuszu i reakcji zaprogramowanych wydruków na różne czynniki zostały przedstawione w pracy badaczy z Dartmouth College opublikowanej w Angewandte Chemie.

Łatwo znaleźć szereg zastosowań dla inteligentnych, drukowanych w 4D systemów zdolnych do dynamicznej zmiany swojej konfiguracji: od tańszej produkcji wysokoprecyzyjnych części, filtrów, czy urządzeń magazynujących, po implanty uwalniające leki i protezy kostne. Oczywiście, jeszcze długa droga, nim będzie możliwe produkowanie którejkolwiek z tych rzeczy. Póki co, kurczące się pod wpływem temperatury obiekty, które po skurczeniu mają większą rozdzielczość niż przed, pozostaną w sferze ciekawostek.

Źródło: 3dprint.com, publikacja źródłowa

Klaudia Misztal
Studentka kierunku lekarskiego. Od kilku lat pośrednio związana z branżą FDM. Wbrew pozorom, pisze nie tylko o druku 3D w medycynie.

    Zostaw odpowiedź

    Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

    Może cię również zainteresować

    Więcej w Projekty 3D