4D چاپ باعث می شود چیزهای که تغییر شکل

یک روش جدید به نام “واکنشی 4D چاپ” ایجاد اشیاء است که می تواند جایگزین اشکال در پاسخ به تغییرات در دما جریان الکتریکی و یا استرس است.

این روش می تواند نرم روبات و پزشکی ایمپلنت که پیکربندی مجدد خود را بر تقاضا و نزدیک به واقعیت است.

محققان برای اولین بار گزارش شده توانایی های خود را به شکلگیری ساختار در یک قالب در سال 2018 است. اما با استفاده از همان شیمی برای چاپ 3D محدود سازه به شکل است که نشسته در هواپیما است. این بدان معنی است که هیچ برجستگی و یا دیگر پیچیده خمیدگی می تواند برنامه ریزی شده به عنوان جایگزین شکل.

The process starts with a catalyst bath for the material, then deswelling, then deformation into the programmed under UV curing shape
یک گرافیک را نشان می دهد فرایند که توسط محققان مورد استفاده در چاپ 3D به دگرپیکری مواد که ممکن است مفید باشد به نرم روبات و یا به عنوان پزشکی ایمپلنت. (اعتبار: وردوزکو آزمایشگاه/برنج)

غلبه بر آن محدودیت جدا فرایند چاپ از شکل گیری یک گام مهم به سمت بیشتر مواد مفید می گوید: رافائل وردوزکو استادیار شیمی و biomolecular مهندسی و علم مواد و nanoengineering در دانشگاه رایس است .

“این مواد یک بار ساخته خواهد شد تغییر شکل مستقل” وردوزکو می گوید. “ما نیاز به یک روش برای کنترل و تعریف این شکل تغییر دهید. ما ایده ساده بود به استفاده از چندین واکنش به ترتیب به چاپ مواد و سپس تعیین می کند که چگونه آن را تغییر شکل. به جای تلاش برای انجام این کار همه در یک مرحله رویکرد ما می دهد انعطاف پذیری بیشتر در کنترل اولیه و نهایی اشکال و همچنین به ما اجازه می دهد برای چاپ ساختارهای پیچیده.”

آزمایشگاه چالش بود برای ایجاد یک کریستال مایع پلیمر “جوهر” است که شامل متقابلا منحصر به فرد مجموعه ای از مواد شیمیایی پیوند بین مولکول های. یکی برقرار اصلی چاپ شکل و از سوی دیگر می توان با جسمی دستکاری چاپ-و-مواد خشک. درمان جایگزین فرم زیر نور ماوراء بنفش قفل در آن لینک کلیک کنید.

هنگامی که این دو برنامه ریزی شده فرم ها مجموعه, این مواد پس از آن می توانید جلوه های ویژه گرافیکی را به عقب و جلو که مثلا آن را گرم یا سرد می شود.

محققان تا به حال برای پیدا کردن یک پلیمر ترکیبی است که می تواند چاپ شده در یک کاتالیزور حمام و هنوز هم نگه اصلی آن برنامه ریزی شده شکل.

“وجود دارد بسیاری از پارامترهای ما تا به حال برای بهینه سازی—از حلال و کاتالیزور استفاده می شود به میزان تورم و جوهر فرمول—اجازه می دهد تا جوهر به تحکیم به سرعت به اندازه کافی برای چاپ در حالی که مهار مورد نظر شکل نهایی تحریک” بارنز می گوید.

یکی باقی مانده محدودیت واکنشی 4D فرایند چاپ است و توانایی چاپ نشده سازه مانند ستون است. برای انجام این کار نیاز به یک راه حل که ژل فقط به اندازه کافی برای حمایت از خود در چاپ او می گوید. به دست آوردن این توانایی اجازه خواهد داد که محققان برای چاپ به مراتب پیچیده تر و ترکیبی از اشکال است.

“کار در آینده بیشتر خواهد شد بهینه سازی چاپ فرمول و با استفاده از داربست و با کمک تکنیک های چاپ برای ایجاد محرک است که انتقال بین دو اشکال پیچیده” بارنز می گوید. “این درب باز می شود به چاپ نرم رباتیک است که می تواند مانند یک چتر دریایی پرش مانند کریکت و یا حمل و نقل مایعات مانند قلب است.”

کار خود را به نظر می رسد در ACS Applied Materials and Interfaces. اضافی نویسندگان از برنج و جان فاستر دالس دبیرستان در زمین قند تگزاس.

این ولش پایه و اساس شیمیایی تحقیقاتی و ارتش دفتر پژوهش و شیمیایی علوم بخش پشتیبانی پژوهش.

منبع: دانشگاه رایس

اصلی مطالعه DOI: 10.1021/acsami.0c07331

tinyurlis.gdu.nuclck.ruulvis.netshrtco.de