Výzkumníci vyvinout deformovatelné trysky, které mohou řídit směr vláken ve 3D tištěných objektů

Vkládání vláken do 3D tištěných objektů lze použít ke zvýšení vodivosti nebo extra pevnosti těchto objektů. Nyní inženýři vyvinuli deformovatelnou tiskovou trysku, která mění směr těchto vláken během tiskového procesu. Obecně platí, že krátká vlákna funkčních materiálů, jako je uhlík, jsou jednoduše smíchána do tiskového média a poté vytlačována dohromady. Proto obvykle skončí v náhodném nepořádku, pokud jde o sebe navzájem. To je možné pro některé aplikace, ale není možné pro jiné aplikace.

S cílem najít alternativu s větší kontrolou, inženýři na University of Maryland používá "PolyJet tisk" proces vytvořit prototyp tiskové trysky s nafukovací pohon na straně trysky. Selektivním nasouváním vzduchu dovnitř a ven se mění tvar trysky a mění směr vlákna v jediném tiskovém médiu, které nepřetržitě vytlačuje.

Při zkoušce zařízení byla struktura vytištěna hydrogelem obsahujícím uhlíková mikrovlákna. V některých oblastech, relativně náhodná orientace vláken způsobuje, že materiál bobtnat stejně ve všech směrech, když absorbuje vodu. V jiných oblastech je směr vlákna relativně konzistentní, což způsobuje, že se materiál rozšiřuje v jednom směru.

Tato technologie může najít své místo v oblasti zvané "4D tisk", ve kterém 3D tištěné objekty mění svůj tvar v reakci na vnější podněty. Může být také použit pro tradiční 3D tištěné objekty, které mají různé elastické, tepelné, magnetické nebo elektrické vlastnosti v různých oblastech.

"Tím, že poskytuje výzkumníkům přístupnou metodu pro 3D tisk vláken-naplněné kompozitní materiály a kontrolovat jejich orientaci vláken podle potřeby, a tím kontrolovat jejich konečný výkon, tato práce otevírá dveře k novým aplikacím 3D tisku, které využívají tyto jedinečné vlastnosti materiálu a jedinečné funkce, které dosahují," řekl Ryan Sochol, docent, který se podílel na tomto výzkumu.

Článek o tomto výzkumu pod vedením Connora Armstronga byl nedávno publikován v časopise Advanced Materials Technology.