3D tlačou živice sa dajú vyrobiť predmety, ktoré sú mäkké aj pevné
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 23. 10. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hoci sa vyvíja čoraz viac zariadení na použitie na našom tele alebo v našom tele, takéto zariadenia nebývajú mäkké aj pevné ako naše telo. Nová živica určená na 3D tlač by to mohla zmeniť tým, že umožňuje variabilnú tuhosť jednotlivých predmetov.
S výnimkou kostí sa naše telo skladá takmer výlučne z mäkkých biologických tkanív. Na druhej strane predmety, ako sú lekárske implantáty alebo nositeľná elektronika, takmer vždy obsahujú aspoň niekoľko tuhých komponentov. Aj keď tieto zariadenia obsahujú niektoré mäkšie syntetické materiály, vždy existuje ostrá hranica, kde sú mäkké a tuhé materiály navzájom spojené. Tieto hranice sú potenciálnym zdrojom nepohodlia, zníženej funkčnosti a mechanického zlyhania pri zaťažení.
V prírode sa takýmto hraniciam zvyčajne predchádza prostredníctvom biologických tkanív, ktoré postupne prechádzajú z nízkej tuhosti do vysokej, keď sa rozťahujú z jedného bodu do druhého. Napríklad šľachy plynulo prechádzajú z relatívne mäkkého svalového tkaniva na tuhú kosť.
Vedci z amerického Národného laboratória Lawrenca Livermora (LLNL - Lawrence Livermore National Laboratory) a zo spoločnosti Meta teraz replikovali túto vlastnosť v takzvanej tiol-én-epoxidovej 3D tlačovej živici. Podobne ako v prípade iných fotocitlivých živíc, aj táto sa pri vystavení svetelným vzorom mení z viskózneho stavu na pevný. Objekty sa vytvárajú premietaním týchto vzorov do priehľadných komôr živice.
V tomto prípade však intenzita svetla určuje tuhosť pevnej látky. Preto je možné strategickým menením tejto intenzity v priebehu jednej 3D tlače skončiť s jednodielnym predmetom, ktorý postupne prechádza od mäkkosti v jednej oblasti k tuhosti v inej oblasti. Húževnatosť materiálu sa v priebehu gradientu rovnako zvyšuje až desaťnásobne.
Pri predvádzaní schopností tejto technológie ju vedci použili na 3D tlač jednodielneho zariadenia na nosenie na prste, ktoré prevádza textové správy do Braillovho písma. Po pripojení k vzduchovej pumpe nositeľná pomôcka vháňa a vypúšťa vzduch do vankúšikov, ktoré tlačia na končeky prstov používateľa. Tým kopírujú pocit dotyku vypuknutých znakov Braillovho písma.
„V tejto práci sme skúmali, či môžeme navrhnúť kontinuálne mechanické gradienty od mäkkého po tuhý v jednom živicovom systéme,“ uviedol Dr. Sijia Huang, vedúci vedec z LLNL. „Tu 3D tlačíme všetko, čo vidíme, len pomocou dávkovania svetla kontrolujeme modul“.
Článok o tejto štúdii bol nedávno uverejnený v magazíne Matter.
