رفتن به نوشته‌ها

باز کردن دنیای جدیدی از امکانات با فناوری چاپ RM-3DP « Fabbaloo


ساختار “مارپیچ” چاپ سه بعدی [Source: Nature]

محققان کمبریج فرم جدیدی از چاپ سه بعدی به نام چاپ سه بعدی چند ماده ای چرخشی، “RM-3DP” توسعه داده اند.

نتایج چاپ RM-3DP احتمالاً با نگاه کردن به تصویر بالا توضیح داده می شود، جایی که می توانید ببینید که آنها به نوعی توانسته اند چهار ماده مختلف را به طور همزمان در یک الگوی مارپیچ اکسترود کنند.

چاپگر RM-3DP می تواند ساختارهای “مارپیچ” را چاپ کند [Source: Nature]

در ابتدا فکر کردم که این یک منطقه جالب است، اما احتمالاً یک منطقه طاقچه: چه کسی به چاپ مارپیچ نیاز دارد؟

اما بعد شروع به خواندن مقاله کردم و متوجه شدم که برنامه های بی شماری برای این نوع پرینت سه بعدی وجود دارد، و احتمالاً بسیاری دیگر که هنوز کشف نشده اند.

سازه های مارپیچ در همه جا وجود دارند، اگر می دانید به کجا نگاه کنید. یک کابل معمولی را بررسی کنید، چندین “رشته” مختلف را خواهید دید که با زاویه چرخشی دقیق به هم پیچیده شده اند. این یک مارپیچ است. سایر کاربردهای رایج طناب و فنر خواهد بود.

نمونه ای از تغییرات چاپ سه بعدی مارپیچ که با RM-3DP امکان پذیر است [Source: Nature]

اما همه آنها یک چیز مشترک دارند: آنها از یک ماده استاندارد در طول رشته استفاده می کنند. این همان جایی است که RP-3DP متفاوت است، زیرا ظاهراً توانایی کنترل اکستروژن را نه تنها بر اساس چرخش و زاویه، بلکه در سطح “sub-voxel” نیز دارد. آنها می نویسند:

در اینجا ما یک پلتفرم پرینت سه بعدی چند ماده ای چرخشی (RM-3DP) را گزارش می کنیم که کنترل ساب ووکسل را بر جهت گیری محلی رشته های معماری ناهمگن ناهمگن قادر می سازد.

رویکرد آنها ساخت یک نازل چند ماده ای تخصصی بود که قادر بود زاویه اکستروژن را کنترل کند، در حالی که به طور همزمان در یک RPM مشخص می چرخد. توضیح می دهند:

با چرخش مداوم یک نازل چند ماده ای با نسبت کنترل شده سرعت زاویه ای به ترجمه، رشته های مارپیچ با زاویه مارپیچ قابل برنامه ریزی، ضخامت لایه و سطح سطحی بین چندین ماده در یک وکسل استوانه ای معین ایجاد کرده ایم. با استفاده از این روش یکپارچه، ما ماهیچه‌های مصنوعی کاربردی متشکل از محرک‌های الاستومری دی الکتریک مارپیچ با کانال‌های مارپیچ رسانای رسانا قابل آدرس‌دهی بالا که در یک ماتریس الاستومری دی الکتریک تعبیه شده‌اند، ساخته‌ایم. ما همچنین شبکه‌های سلسله‌مراتبی را ساخته‌ایم که شامل پایه‌های مارپیچ معماری شده حاوی فنرهای سفت در یک ماتریس سازگار است.

نمایش حالت‌های تغییر پویا RM-3DP در حین کار چاپ [Source: Nature]

در اینجا می توانید ببینید که چگونه این کار در عمل انجام می شود، زیرا آنها در واقع زوایای اکستروژن را در حین کار چاپ تغییر داده اند و در نتیجه ساختار آن تغییر می کند. می توانید ببینید که چقدر این کار با سیم پیچی ساده به هم متفاوت است.

طراحی نازل RM-3DP [Source: Nature]

طراحی آنها شامل این نازل قابل چرخش است که همانطور که می بینید دارای چهار نقطه ورودی برای مواد است، با یک نازل پیچیده که در زیر نشان داده شده است. تصور کنید این چرخش در حالی که مواد روی هر نوک می‌چرخد.

اکسترودر دوار RM-3DP [Source: Nature]

پس از اکستروژن، به نظر می رسد که مواد با دوز مناسب تابش UV پلیمریزه می شوند، همانطور که معمولا در بسیاری از چاپگرهای سه بعدی مبتنی بر رزین انجام می شود. در اینجا می‌توانید نمونه‌های اکستروژن و منبع نور UV را در ادامه مشاهده کنید.

چاپگر RM-3DP اکستروژن های مارپیچ را با استفاده از نور UV پخت می کند [Source: Nature]

کاملاً واضح است که محققان از رزینی به سبک ژل استفاده می کنند که همانطور که توسط بسیاری از سیستم های رزین دیگر انجام شده است، می تواند با انواع خواص مختلف ساخته شود. اینها ممکن است شامل رسانایی، انعطاف پذیری، قدرت، قابلیت نوری و غیره باشد.

همچنین می توان این اکستروژن های مارپیچ را همانطور که در اینجا مشاهده می شود، لایه بندی کرد. این نشان می دهد که می توان پارچه های بسیار قوی را به صورت سه بعدی چاپ کرد، شاید حتی با عناصر رسانا تعبیه شده.

ساختارهای مارپیچ لایه ای چاپ سه بعدی ساخته شده با RM-3DP [Source: Nature]

ممکن است در مورد مواد موجود با RM-3DP سوالاتی وجود داشته باشد، اما فکر من این است که شرکتی که این فناوری را تجاری می کند اساساً فضای بزرگ و ناشناخته ای را برای نوآوری ها باز می کند. با مواد اولیه شروع کنید و سپس به مرور زمان گسترش دهید.

این یک فناوری منحصربه‌فرد است که صنعت قبلاً آن را ندیده است و فرصت‌های زیادی را در اختیار شما قرار می‌دهد. برای این منظور، این فرآیند ثبت اختراع شده است، بنابراین می توانید مطمئن باشید که یک شرکت استارتاپی آماده ظهور به زودی برای بهره برداری از این فرآیند است.

حرف آخر به نویسندگان مقاله است که می نویسند:

پلت فرم تولید مواد افزودنی ما راه های جدیدی را برای تولید مواد معماری چند منظوره در نقوش الهام گرفته از زیستی باز می کند.

از طریق طبیعت (نوک کلاه به Tuan)



منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی