Гибридная технология 3D-печати обеспечивает создание заполненных жидкостью объектов за один этап

Стандартные принципы печати на 3D-принтере предполагают, что при необходимости создания конструкций, наполненных жидкостью, сначала изготавливается каркас, и только после его готовности внутрь структуры вводится жидкое вещество. Однако появилась технология, которая дает возможность объединить оба

Стандартные принципы печати на 3D-принтере предполагают, что при необходимости создания конструкций, наполненных жидкостью, сначала изготавливается каркас, и только после его готовности внутрь структуры вводится жидкое вещество. Однако появилась технология, которая дает возможность объединить оба процесса. Это может быть очень полезным в некоторых случаях.

Новая методика была разработана командой из немецкого Галле-Виттенбергского университета имени Мартина Лютера, которую возглавляли профессор Вольфганг Биндер и исследователь Харальд Рупп. Посвященная инновации статья была опубликована 21 сентября 2020 года в издании Advanced Materials Technologies.

Ученые создали уникальную систему, состоящую их двух печатающих головок. Первая, экструзионная, создает объекты путем последовательного формирования слоев из расплавленного полимерного материала, а вторая, аналогичная применяемой в струйных принтерах, подает жидкость мелкими каплями.

Сначала с помощью первой головки экструдера печатается полимерная основа, поверх которой создается решетчатая сетка в виде вафли, состоящая из перекрещивающихся нитей полимера. Затем вторая головка наносит жидкое вещество в каждый промежуток внутри этой сетки. После этого начинает опять работать экструзионная головка, создавая жесткую конструкцию поверх «вафельной» решетки, внутри которой остается жидкость.

Для демонстрации одного из возможных применений новой технологии, ученые создали основу из биоразлагаемого полимерного материала и наполнили ее биологически активной жидкостью. В ходе исследования было установлено, что жидкость не утрачивает своих полезных качеств после воздействия на нее высокой температуры, неизбежной при 3D-печати. Это означает, что таким образом можно изготавливать медицинские капсулы, которые, медленно растворяясь в организме, будут постепенно высвобождать помещенное в них лекарство.

В другом эксперименте исследователи поместили в полимерный каркас светящуюся жидкость. При определенной нагрузке на конструкцию полимер разрушается, и жидкость вытекает. Предполагается, что такие элементы, встроенные в важные узлы самолетов и автомобилей, помогут вовремя узнать, что та или иная деталь подвергается избыточным нагрузкам.

Ученые надеются, что дальнейшее развитие гибридных технологий 3D-печати позволит применять ее для изготовления самовосстанавливающихся материалов и элементов аккумуляторных батарей.

«Будущее заключается в создании более сложных технологий, подразумевающих объединение нескольких этапов производства, — сказал профессор Вольфганг Биндер. — Именно поэтому мы искали метод интеграции жидкости непосредственно в твердый материал прямо в процессе печати».

Источник: pressemitteilungen.pr.uni-halle.de