بریتانی نیوول و خوزه ام. گارسیا-براوو، دانشیار دانشکده فناوری مهندسی در موسسه پلی تکنیک پوردو، و تایلر تالمن، استادیار دانشکده هوانوردی و فضانوردی در دانشکده مهندسی، یک اختلاط مرطوب را ایجاد کرده‌اند. روشی برای وارد کردن ذرات رسانای الکتریکی به پلیمرهای رشته ای چاپ سه بعدی کول مینارد، که دکترای خود را دریافت کرد. در ماه آگوست، و خولیو هرناندز، کاندیدای دکترا، در این تحقیق نقش اساسی داشتند.
روش اختلاط مرطوب دانشگاه پوردو توزیع یکنواخت ذرات را در سراسر رشته تضمین می کند. با پراکندگی یکنواخت حسگرها در فیلامنت، تولیدکنندگان و محققان می‌توانند قطعاتی با شکل‌های متنوع‌تری طراحی کنند.
پرینت سه بعدی سنتی نمونه های اولیه قطعات را بدون قابلیت سنجش می سازد. اگر قرار است ارزیابی هایی انجام شود، باید حسگرها را پس از چاپ به قطعه اضافه کرد.
با این حال، در این روش جدید، حسگرها در واقع بخشی از رشته ای هستند که برای چاپ استفاده می شود. این به این معنی است که قابلیت های حس کردن بخشی ذاتی از مولفه چاپی است و امکان حس کردن داخل قطعه را فراهم می کند. حسگرها برای دیدن بدون میکروسکوپ بسیار کوچک هستند و مقیاس کوچک آنها به قسمت چاپ شده اجازه می دهد قدرتی را که در غیر این صورت اگر حسگرها بزرگ و داخلی بودند، قربانی می کرد، حفظ کند.
تایلر تالمن می‌گوید: «این روش موادی را تولید می‌کند که رسانا با یکنواختی بسیار خوب هستند، که کاربردهای الکتریکی قطعات پرینت سه‌بعدی و طرح‌های حسگر را تا حد زیادی گسترش می‌دهد.»
محققان دانشگاه پردو یک روش در انتظار ثبت اختراع برای افزودن ذرات حسگر به رشته و پراکندگی آنها به طور مساوی از طریق یک چاپگر سه بعدی FDM سنتی – که به صنعت در ساخت قطعات کاربردی کمک می کند، توسعه داده اند.
فرآیند جدید اختلاط مرطوب تنها به هدایت سنسور محدود نمی شود. بریتانی نیول گفت: “این کار را می توان برای افزودن انواع ذرات دیگر با استفاده از روش اختلاط مرطوب بیشتر گسترش داد.” این می تواند شامل افزودن ذرات مغناطیسی برای میدان های الکترومغناطیسی، ذرات فلورسنت و سایر قابلیت ها باشد.
منبع 
Jose M. Garcia-Bravo گفت: “مواد همچنین قابل تنظیم هستند، به این معنی که ما می توانیم خواص الکتریکی و مکانیکی را برای بهینه سازی حسگر یا قطعه برای یک کاربرد مورد نظر تنظیم کنیم.”
محققان این نوآوری را به دفتر تجاری سازی فناوری بنیاد تحقیقات پوردو، که برای ثبت اختراع مالکیت معنوی درخواست داده است، افشا کردند. شرکای صنعتی که علاقه مند به توسعه بیشتر این نوآوری هستند باید با شماره مرجع 69740 با Dhananjay Sewak ([email protected]) تماس بگیرند.
این تحقیق در نسخه ژوئیه 2022 مجله معتبر Advanced Engineering Materials منتشر شد. و در نسخه‌های 2020، 2021 و 2022 مجله انجمن آمریکایی مهندسین مکانیک مواد هوشمند، سازه‌های تطبیقی و سیستم‌های هوشمند. محققان از کنسرسیوم آموزش مهندسی نیروی دریایی یا NEEC، برنامه ای از مراکز جنگی NAVSEA با هدف ایجاد مشارکت بین نیروی دریایی و موسسات آموزش عالی، بودجه دریافت کرده اند.
بریتانی نیول گفت: “به طور کلی، ما آن را در سراسر قسمت کامل اعمال می کنیم یا آن را در بالا و پایین قطعه اعمال می کنیم تا اطلاعاتی در مورد کرنش کلی در سراسر قطعه به دست آوریم.” با این حال، ساختارهای میانی و داخلی هرگز نظارت نمی شوند زیرا سنج ها به سطح چسبانده می شوند.
بریتانی نیول گفت: «نتایج این کار کاربران را قادر می‌سازد تا ساختارهای سه‌بعدی پیچیده‌ای را با کرنش‌سنج‌های تعبیه‌شده ایجاد کنند و به سرعت قطعات نمونه سنتی را به بخش‌های کاملاً کاربردی و قابل ارزیابی ساختاری منتقل کنند». “محدودیت استفاده از قطعات پرینت سه بعدی در دوام آنها بوده است. با این پیشرفت، ما می توانیم به طور مداوم سلامت ساختار قطعه را با سنسور تعبیه شده در چاپ کنترل کنیم.