„Žehliaca“ technika získa z 3D vytlačeného materiálu viac vlastností
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 21. 10. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Za normálnych okolností je 3D tlač viacfarebných objektov s rôznou textúrou pomerne zložitý a neefektívny proces. To by sa však čoskoro mohlo zmeniť vďaka novej šikovnej technike, pri ktorej sa tlačové médium citlivé na teplotu po vytlačení „zažehlí“.
Keď si väčšina ľudí predstaví predmet vytlačený 3D tlačou, pravdepodobne si predstaví predmet, ktorý má jednu farbu a jednu textúru. Takéto predmety sa vyrábajú nanesením postupných vrstiev jedného typu roztaveného polyméru, ktorý pri chladnutí tvrdne.
Na 3D vytlačenie jedného predmetu, ktorý má na rôznych miestach rôzne farby alebo textúry, sa zvyčajne používa 3D tlačiareň s viacerými tryskami. Jej trysky sa počas procesu tlače striedajú, pričom každá z nich nanáša iný typ polyméru na vytvorenie inej časti predmetu.
Veľká nevýhoda tohto prístupu spočíva v tom, že keďže 3D tlačiarne s viacerými tryskami prepínajú medzi tryskami sem a tam, v konečnom dôsledku plytvajú väčším množstvom tlačového média ako ich náprotivky s jednou tryskou. Okrem toho neexistuje možnosť postupného prechodu medzi jednotlivými polymérmi v rámci 3D vytlačeného objektu, keďže hranice medzi polymérmi sú veľmi náhle, čo nie je vždy žiaduce.
Jedna z navrhovaných alternatív zahŕňa použitie jednej trysky na nanášanie jedného špeciálneho polyméru, ktorý nadobúda rôzne farby alebo textúry v závislosti od teploty, na ktorú sa tryska zahreje. Problémom je, že zahriatie alebo ochladenie trysky chvíľu trvá, takže proces 3D tlače bude rovnako neprakticky zdĺhavý.
Tu prichádza na rad nová technika „žehlenia s reguláciou rýchlosti“. Tento proces, ktorý vyvinuli vedci z MIT a holandskej Delftskej technickej univerzity, využíva nemodifikovanú 3D tlačiareň s dvoma tryskami, spolu s jedným polymérovým tlačovým médiom, ktoré obsahuje aktívnu zložku citlivú na teplo.
Prvá tryska taví a nanáša polymér pri konštantnej teplote, tak ako by to bolo normálne. Druhá tryska nič neukladá a tiež zostáva pri konštantnej teplote, ale pohybuje sa sem a tam po povrchu naneseného polyméru rôznou rýchlosťou. Čím dlhšie sa zdržiava v jednej oblasti, tým je táto oblasť teplejšia a tým väčšia je reakcia účinnej látky.
Táto technológia už bola testovaná s tromi typmi tlačových médií. Jedno z nich obsahovalo častice, ktoré sa pri zahrievaní spenili, čo spôsobilo, že vytlačený polymér sa javil ako nepriehľadný alebo priesvitný a na dotyk bol drsný alebo hladký. Tento materiál sa okrem iného použil na tlač fliaš na vodu s nepriehľadnou grafikou na priesvitnom pozadí spolu s rukoväťami riadidiel bicykla, ktoré boli v niektorých oblastiach hladké a v iných drsné.
Ďalšie dve médiá obsahovali drevené a korkové vlákna, ktoré pri zahrievaní spôsobili, že polymér nadobudol tmavšiu farbu.
Vedci už vytvorili počítačové modely, ktoré určujú, ako rýchlo sa má druhá tryska pohybovať počas celého procesu 3D tlače, aby sa dosiahli požadované efekty s použitím konkrétneho tlačového média. Teraz skúmajú možnosť využitia tejto technológie na zmenu akustických a mechanických vlastností jedného 3D vytlačeného objektu.
Dokument o výskume, ktorý viedli profesorka Stefanie Muellerová z MIT a asistentka profesora Zjenja Doubrovskioví z Delftskej technickej univerzity, je k dispozícii na internete. Proces žehlenia s modulovanou rýchlosťou je demonštrovaný vo videu, ktoré si môžete pozrieť na začiatku článku alebo priamo TU.
