Nowatorska technika "prasowania" zmienia oblicze druku 3D
MITDrukowanie 3D wielokolorowych obiektów o różnorodnych teksturach zazwyczaj stanowi skomplikowany i mało wydajny proces. Sytuacja ta może się jednak wkrótce zmienić dzięki nowatorskiej technice, w której termoczuły materiał druku jest formowany pod wpływem ciepła po wydrukowaniu.
Kiedy większość ludzi myśli o przedmiocie wydrukowanym w 3D, prawdopodobnie wyobraża sobie obiekt, który ma jeden kolor i teksturę. Takie przedmioty powstają poprzez nakładanie kolejnych warstw jednego rodzaju stopionego polimeru, który twardnieje podczas chłodzenia.
Aby wydrukować pojedynczy obiekt, który ma różne kolory lub tekstury w różnych miejscach, zwykle używa się drukarki wielodyszowej (chociaż niektóre alternatywy są w przygotowaniu). Jej dysze zmieniają się w trakcie procesu drukowania, a każda z nich osadza inny rodzaj polimeru, tworząc inną część przedmiotu.
Dużą wadą tego podejścia jest fakt, że ponieważ drukarki 3D z wieloma dyszami przełączają się między dyszami, marnują więcej nośnika druku niż ich odpowiedniki z jedną dyszą. Dodatkowo, nie ma możliwości stopniowego przechodzenia między różnymi polimerami w drukowanym obiekcie - granice między polimerami są bardzo gwałtowne, co nie zawsze jest pożądane.
Jedna z proponowanych alternatyw polega na wykorzystaniu pojedynczej dyszy do osadzania jednego specjalnego polimeru, który przybiera różne kolory lub tekstury w zależności od temperatury, do której podgrzewa go dysza. Problem polega na tym, że dysza potrzebuje trochę czasu, aby się nagrzać lub ostygnąć, więc proces drukowania również będzie niepraktycznie długi.
W tym miejscu pojawia się „prasowanie z modulacją prędkości”.
Opracowany przez naukowców z MIT i holenderskiego Uniwersytetu Technologicznego w Delft proces wykorzystuje niezmodyfikowaną dwudyszową drukarkę 3D wraz z pojedynczym polimerowym nośnikiem druku, który zawiera wrażliwy na ciepło składnik aktywny.
Pierwsza dysza topi i osadza polimer w stałej temperaturze, tak jak normalnie. Druga dysza niczego nie osadza i również utrzymuje stałą temperaturę, ale porusza się tam i z powrotem po powierzchni osadzonego polimeru z różną prędkością. Im dłużej pozostaje w jednym obszarze, tym bardziej się on nagrzewa i tym większa jest reakcja składnika aktywnego.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Technologia została już przetestowana z trzema rodzajami nośników druku.
Jeden z nich zawierał cząsteczki, które spieniały się po podgrzaniu, powodując, że drukowany polimer zmieniał się między wyglądem nieprzezroczystym lub półprzezroczystym oraz odczuciem szorstkości lub gładkości. Materiał ten wykorzystano między innymi do drukowania butelek na wodę z nieprzezroczystą grafiką na półprzezroczystym tle, a także uchwytów kierownicy roweru, które były gładkie w niektórych obszarach i szorstkie w innych.
Pozostałe dwa nośniki zawierały włókna drewniane i korkowe, z których oba powodowały, że polimer nabierał ciemniejszego koloru, gdy zwęglił się po podgrzaniu.
Naukowcy stworzyli już modele komputerowe, które określają, jak szybko druga dysza powinna poruszać się podczas procesu drukowania, aby uzyskać pożądane efekty przy użyciu określonego nośnika druku. Obecnie badają możliwość wykorzystania tej technologii do zmiany właściwości akustycznych i mechanicznych pojedynczego drukowanego obiektu.
Źródło: MIT
