Precyzyjne osadzanie włókien w wydrukach 3D

Uzyskiwanie wydruków 3D poprzedzone wsadzeniem włókien do filamentu jest stosowane od dłuższego czasu.

Jednak dopiero niedawno udało się znaleźć metodę umożliwiającą dokładne osadzanie włókien w wydrukach 3D.

Włóknom, które drukuje się w 3D można nadać dodatkowe właściwości - na przykład zwiększyć ich wytrzymałość lub sprawić, aby mogły przewodzić prąd. Wcześniej niestety rozstawienie włókien było losowe, co rodziło pewne problemy. Udało się jednak stworzyć dyszę drukującą, która zmienia kształt i tym samym pozwala na zmianę orientacji włókien w momencie, kiedy następuje ich drukowanie.

Na ten pomysł wpadli inżynierowie pracujący na University of Maryland. Rozwiązanie, czyli prototypową dyszę drukującą z nadmuchiwanymi siłownikami po bokach, oparli na procesie „PolyJet Printing”. Dzięki odpowiedniemu wpomowywaniu i wypompowywaniu z dyszy powietrza, jej kształt ulega przekształceniu, a włókna zmieniają położenie w danej sekcji wydruku i to bez potrzeby zatrzymywania pracy.

Test, w którym urządzenia struktury wydrukowano z hydrożelu mającego w sobie mikrowłókna węglowe dał interesujące wyniki. Otóż niektóre obszary materiału, gdzie orientacja włókien była przypadkowa, zaczęły równo pęcznieć we wszystkich kierunkach w momencie, kiedy wchłaniał wodę. Z kolei w miejscach, w których włókna były ułożone w równomierny sposób doszło do pęcznienia materiału przede wszystkim w jednym i określonym kierunku.

Specjaliści widzą wykorzystanie tej metody głównie w druku 4D. Tam bowiem obiekty drukowane w 3D mogą zmienić się po tym, jak zostaną poddane bodźcom zewnętrznym. Ponadto technologię można zastosować także w drukowaniu elementów 3D, którym chce się nadać różne właściwości takie jak termiczne, magnetyczne, elektryczne czy elastyczne.


Źródło: New Atlas