Multimaterial Multinozzle 3D – nowa technologia druku 3D od naukowców Uniwersytetu Harvarda

Technologia druku 3D obok szeregu zalet ma również swoje ograniczenia. Jednym z nich jest czas wytwarzania – jak dotąd podejmowane były liczne próby skrócenia czasu wymaganego do przeprowadzenia procesu druku 3D. Inicjowali je zarówno naukowcy jak i producenci – wśród nich Carbon 3D, twórcy słynnej technologii CLIP dającej możliwość dużo szybszego wytwarzania z materiałów światłoutwardzalnych.

Nie oznacza to jednak, że kolejne próby ulepszania i doskonalenia technologii druku 3D nie są podejmowane. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda po raz kolejny przedstawili własną interpretację addytywnej technologii wytwarzania, która nie tylko daje możliwość szybszego ale i wielomateriałowego druku 3D.

Metoda nosi nazwę MM3D (Multimaterial Multinozzle 3D Printing) i stanowi udaną próbę przyspieszenia  procesu wytwarzania przyrostowego z wykorzystaniem materiałów o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych – takich jak twardość czy elastyczność. Celem jaki przyświecał badaczom w pracach nad technologią jest możliwość tworzenia kompleksowych modeli w ramach jednego procesu, zamiast składania go z różnych części.

Tym co wyróżnia metodę na tle innych technologii jest specjalna, wielokanałowa głowica, która pozwala na szybką zmianę do ośmiu materiałów (zdjęcie głowic w grafice przewodniej artykułu). Aby zapobiec niepożądanemu mieszaniu materiałów, kanały połączone są w kształt litery Y, co zapobiega cofaniu się materiału, zachowując wysoką jakość i szczegółowość drukowanych 3D struktur. Szybka zmiana materiału przekłada się również na zwiększenie szybkości całego procesu, eliminując nakłady czasu potrzebne na przełączenie głowic.

Jako rzeczywisty przykład wykorzystania swojej technologii druku 3D naukowcy z Uniwersytetu Harvarda stworzyli ruchomego, miękkiego robota (film poniżej). Projektując go, inspirowali się kształtami przywodzącymi na myśl japońską sztukę składania papieru. Struktura wyposażona została w wewnętrzne kanały, dzięki czemu model może być sterowany pneumatycznie, osiągając przy tym prędkość około 1 cm na sekundę. Co więcej, struktura okazała się na tyle wytrzymała, że pozwoliła robotowi na uniesienie ciężaru aż ośmiokrotnie większego niż jego masa.

To jednak dopiero początek prac nad technologią, a badacze już teraz stawiają sobie kolejne cele do osiągnięcia, które doprowadzą do zwiększenia możliwości metody. Obecnie zespół eksperymentuje z nowymi materiałami, mniejszymi głowicami i bardziej skomplikowanymi układami dysz drukujących 3D, skupiając się na tworzywach cechującymi się zmiennymi właściwościami w czasie.

Szczegóły projektu opisane zostały w artykule „Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing” w czasopiśmie naukowym „Nature”.

Źródło: 3dprintingindustry.com