KotiUutisetLaserkäyttöinen 3D-tulostus lämpökovettuville rakenteille

Laserkäyttöinen 3D-tulostus lämpökovettuville rakenteille

Sekuntia pienemmällä jähmettymisellä, 50 mikronin resoluutiolla ja reaaliaikaisella mekaanisten ja sähköisten ominaisuuksien virityksellä lähestymistapa lupaa nopeamman, ohjelmoitavan valmistuksen joustavalle elektroniikalle, pehmeälle robotiikalle, mikrofluidiikalle ja biolääketieteellisille laitteille.



Xiamenin yliopiston (XMU) tutkimusryhmä on paljastanut suuren edistyksen lämpökovettuvien materiaalien 3D-tulostuksessa, harppauksen, joka voisi muuttaa joustavan elektroniikan, pehmeän robotiikan, biolääketieteellisten telineiden ja muiden valmistusta.Äskettäin kehitetty menetelmä, joka on kuvattu julkaisussa "Laser-avusteinen suora kolmiulotteinen tulostus vapaasti seisovista lämpökovettuvista laitteista", integroi in situ laserin indusoiman jähmettymisen suoraan musteen kirjoittamiseen.

Tämä mahdollistaa monimutkaisten, vapaasti seisovien lämpökovettuvien rakenteiden luomisen ilman tukimateriaalia, mikä on merkittävä parannus olemassa oleviin menetelmiin, jotka usein vaativat tukea ja sitten poistamista.Tulostuksen aikana tiukasti fokusoitu laser kovettaa polymeerisuihkun nopeasti voimakkaan fototermisen vaikutuksen kautta, mikä laukaisee silloittumisen alle 0,25 sekunnissa.Prosessi saavuttaa jopa 50 mikrometrin rakenteellisen resoluution ja mahdollistaa erityisesti materiaalien ominaisuuksien reaaliaikaisen virityksen: mekaanista moduulia voidaan muuttaa jopa kymmenkertaisesti, kun taas sähköisiä ominaisuuksia voidaan moduloida jopa kaksikymmentäkertaisesti.

Tämä nopeuden, tarkkuuden ja viritettävyyden yhdistelmä merkitsee merkittävää poikkeamaa perinteisistä suoraan kirjoitettavista 3D-tulostusmenetelmistä (lämpö-, akustinen tai UV-avusteinen), jotka usein kärsivät alhaisesta kovettumistehokkuudesta, rajoitetusta materiaalien yhteensopivuudesta, rajoitetusta suorituskyvyn virityksestä ja riippuvuudesta tukirakenteista.

Vaikutukset ovat laajat.Tutkijat sanovat, että tämä "nopea, vakaa, ohjelmoitava valmistusstrategia" voisi nopeuttaa monimutkaisten, monitoimisten lämpökovettuvien laitteiden kehitystä, jotka soveltuvat joustavaan elektroniikkaan, mikrofluidijärjestelmiin, pehmeään robotiikkaan, organ-on-chip -alustoille ja biolääketieteellisiin telineisiin kaikkialla, missä tarvitaan monimutkaisia. 3D-arkkitehtuuria ja räätälöityjä materiaaliominaisuuksia tarvitaan.Käytännössä XMU:n innovaatio voisi alentaa keskeistä estettä kertamuovipohjaisten laitteiden lisätuotannossa: eliminoimalla tukimateriaalien tarpeen ja mahdollistamalla rakenteellisten ja toiminnallisten ominaisuuksien nopean hallinnan uusi menetelmä tarjoaa tehokkaamman, skaalautuvan ja monipuolisemman reitin kehittyneiden komponenttien valmistamiseen nousevilla teknologia-alueilla.