Egy új additív eljárás egyetlen tárgyban ötvözi a puha és a kemény anyagokat
A Texasi Egyetem kutatói kifejlesztettek egy olyan 3D nyomtatási technikát, amellyel egyetlen tárgyban ötvözhetők a puha és a kemény anyagok. A fény alkalmazásával kidolgozott megoldás gyorsabb és nagyobb felbontású a korábbi módszereknél.
Az amerikai tudósok különböző színű fényekkel érték el, hogy eltérő fizikai tulajdonságokat vegyítsenek egy egyedi folyékony gyantában. Az eljárás működik, és máris nyomtattak vele funkcionáló prototípusokat.
„A természet szervesen ötvözi a kemény és puha anyagokat úgy, hogy azok találkozásánál sincs meghibásodás. Ezt akartuk lemásolni” – erősítette meg Zak Page. A kémiaprofesszor csapata egy egyedi tervezésű folyékony gyantát és kétféle fényt használó rendszert alkalmazott. Rájöttek, hogy az ibolya színű fény hatására a gyanta rugalmas, gumiszerű anyaggá válik, ám nagyobb energiájú ultraibolya fénnyel már ugyanez az anyag merevvé és szilárddá tehető. Ezzel a megoldással a tárgyban egyszerre, egyetlen nyomtatási folyamat során vannak jelen puha és kemény részek.
„Beépítettünk egy molekulát, amely mindkét reakciócsoportot tartalmazza, így a két szilárdulási folyamat ‘kommunikál’. Ez sokkal erősebb kapcsolatot biztosít a puha és kemény részek között, és ha akarjuk, fokozatos átmenetet is létrehozhatunk” – magyarázta Page.
A kutatócsoport egy működő miniatűr térdízületet nyomtatott rugalmas szalagokkal és merev csontokkal, amelyek gördülékenyen mozognak együtt. Egy másik prototípus nyújtható elektronikai eszköz lett: egy szalagra aranyhuzalt rögzítettek, amely az egyes részein hajlítható és nyújtható, míg más része merev, ezáltal nem sérül az áramkör.
„Leginkább az lepett meg, hogy elsőre működött, ami szinte soha nem fordul elő 3D nyomtatási gyantáknál. A másik döbbenet az volt, hogy a tulajdonságok mennyire eltérőek lettek. A puha részek úgy nyúltak, mint egy befőttes gumi, és visszapattantak, míg a kemény részek olyan erősek voltak, mint a kereskedelmi termékekben használt műanyagok” – összegezte a professzor.
Keldy Mason, a tanulmány vezető szerzője hozzátette: ez a megközelítés „versenyképesebbé teheti az additív gyártást a nagyobb volumenű termelésben, például a fröccsöntéssel szemben, de legalább ilyen fontos, hogy új tervezési lehetőségeket is megnyit, és több szabadságot ad a mérnököknek, tervezőknek, fejlesztőknek.”
A kutatók szerint az eljárás gyorsabban működik, nagyobb felbontást kínál, a hozzá szükséges nyomtatórendszer pedig egyszerű és megfizethető. Page szerint a találmányukat „sebészeti modellek prototípusaihoz, viselhető szenzorokhoz vagy akár puha robotokhoz is lehetne használni.”
Gábor János, NEW technology
