رفتن به نوشته‌ها

محققان ریزساختارهای یخ را چاپ سه بعدی می کنند


بستنی پرینت سه بعدی

در دانشگاه کارنگی ملون، واقع در پنسیلوانیا، محققان مهندسی ادعا می کنند که موفق به چاپ سه بعدی ریزساختارهای یخی شده اند. آنها از این ساختارها به عنوان قالب های قربانی استفاده می کنند و به کانال ها یا مجراهای داخلی اجازه می دهند تا با بالاترین ظرافت و دقت ایجاد شوند. محققان امیدوارند با استفاده از این فرآیند چاپ سه بعدی یخی، برنامه های کاربردی مفیدی برای مهندسی زیست پزشکی، تولید پیشرفته و هنر توسعه دهند.

در حالی که ما به پوشش پیشرفت‌ها در زمینه ترموپلاستیک‌ها یا فلزات عادت کرده‌ایم، به ندرت می‌توان نوآوری‌هایی در مورد آب به عنوان یک ماده چاپ پیدا کرد! این یک انتخاب جالب برای این محققان به دلیل زیست سازگاری و توانایی آن برای تبدیل سریع و آسان به یخ است. البته، تیم هنگام تعیین پارامترهای چاپ با چالش‌های زیادی روبرو شد.

روش تولید توسعه یافته (اعتبار عکس: دانشگاه کارنگی ملون)

فرآیند چاپ سه بعدی یخی

آکاش گارگ، دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، و سایگوپالاکریشنا یرنی، دانشیار فوق دکترا در مهندسی شیمی، فرآیند چاپ را توسعه دادند. به عبارت دیگر، آنها قطرات آب را روی سینی دمایی 35- درجه سانتیگراد رسوب دادند و به آب اجازه دادند تا به سرعت به یخ تبدیل شود. برای یافتن مسیر چاپ مناسب، سرعت حرکت نازل و فرکانس رسوب قطرات، چندین بار تکرار شد تا بتوانند ساختارهای صاف با هندسه های کاملاً مشخص ایجاد کنند. همه در حالی که یک مدل قابل تکرار ارائه می دهد. به لطف تغییر فاز سریع آب و مقاومت یخ، محققان توانستند انواع اشکال را بدون ساختارهای پشتیبان تصور کنند.

بنابراین، پس از چندین آزمایش، تیم توضیح می دهد که آنها چندین شکل را در مقیاس میکروسکوپی مانند درخت، پروانه یا اختاپوس ایجاد کرده اند. آکاش گرگ ادامه می دهد:با استفاده از فرآیند چاپ سه بعدی یخ خود، می توانیم مدل های یخ در مقیاس میکرو با دیواره های صاف و ساختارهای انشعاب با انتقال صاف بسازیم. سپس می توان از این الگوها برای ساخت قطعات ریز مقیاس با حفره های داخلی کاملاً مشخص استفاده کرد

نمونه هایی از سازه های پرینت شده سه بعدی (اعتبار عکس: دانشگاه کارنگی ملون)

بنابراین، این ساختارهای یخی به عنوان مدل‌های فداکاری برای طراحی قطعات نهایی پیچیده‌تر عمل می‌کنند. محققان این روش چاپ را “داخل به بیرون” می نامند. به طور خاص، پس از اتمام، ساختارها را می توان در یک مایع یا ژل یک ماده ساختاری سرد شده مانند رزین شستشو داد. پس از سفت شدن، آب را می توان به راحتی از طریق ذوب یخ یا تبدیل آن به بخار آب از قطعه جدا کرد. این روش دوم حذف آسان پس از قالب گیری را ارائه می دهد که منجر به کانال های داخلی صاف و دقیق می شود.

تیم نتیجه گیری می کند: ما معتقدیم این رویکرد دارای پتانسیل بسیار زیادی برای ایجاد انقلاب در مهندسی بافت و سایر زمینه‌ها است، جایی که ساختارهای مینیاتوری با کانال‌های پیچیده مورد نیاز است، مانند میکروسیال‌ها و رباتیک نرم.. » می توانید اطلاعات بیشتری در مورد این فرآیند چاپ سه بعدی یخ بیابید ICI.

نظر شما در مورد استفاده از آب به عنوان ماده چاپی چیست؟ نظر خود را در نظرات مقاله به اشتراک بگذارید. همه ویدیوهای ما را در کانال ما بیابید یوتیوب یا ما را دنبال کنید فیس بوک یا توییتر !

* اعتبار عکس روی جلد: Prime Time PBC





منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی