Virginia Tech Researchers Opracowanie nowej metody druku wielomateriałowego 3D w mikroskali

Rozciąganie normalnego materiału w jednym kierunku oznacza, że ​​skurczy się on w innym kierunku. Jednak opatentowany przez Virginia Tech proces i konstrukcja wielomateriałowa umożliwia stworzenie określonych rozkładów modułu (elastyczności) w konstrukcji, co pozwala na zaprogramowane kurczenie się lub rozszerzanie w całym ciele materialnym; jest to programowane przekształcanie.

Xiaoyu "Rayne" Zheng, który jest adiunktem inżynierii mechanicznej w Wyższej Szkole Inżynierskiej na Uniwersytecie, a także członkiem Macromolecules Innovation Institute, wyjaśnił, że to nowe System produkcji mikroskali można również przeskalować do poziomów centymetrów ... a nawet poziomów powyżej

"Używamy tej nowej techniki do tworzenia materiałów o zaprogramowanej sztywności. Zasadniczo możesz zaprogramować, gdzie moduł jest dystrybuowany w 3D. Dzięki temu programowaniu możemy osiągnąć zdolność przekształcania - rozciągać i deformować w różnych kierunkach "- wyjaśnia Zheng.

" Technika ta polega na wytwarzaniu dodatków opartych na robotach, zintegrowanym systemie płynowym, który umożliwia dostarczanie różnych tuszów [żywica] jako surowiec. Proces ten jest także samoczyszczący, dzięki czemu nie dochodzi do krzyżowego zanieczyszczenia atramentów. "

Zheng z pewnością wie, o czym mówi, pracując z drukowaniem 3D w nanoskali w przeszłości. Powiedział, że drukowanie 3D ma nadzieję dotrzeć do miejsca, w którym można użyć wielu materiałów do drukowania 3D funkcjonalnego urządzenia bez konieczności polegania na nadmiernych ilościach dodatkowej konstrukcji, takich jak spawanie, oprzyrządowanie, klejenie i dopasowanie.

"Osiągnięcie tego celu wymaga od nas wprowadzenia szeregu różnych właściwości materiału w jedną platformę i połączenia ich" - wyjaśnił Zheng. "Zwiększony stopień materialnej swobody projektowania pozwala nam uzyskać ujemne, dodatnie do zera odkształcenia morfingu bez zmiany mikro-architektury 3-D materiału."

W przeciwieństwie do tradycyjnych materiałów drukowanych 3D z podobne materiały bazowe, wielomateriałowe metamateriały mają różną sztywność - na przykład sztywny kruchy w trójwymiarowej ramie kratowej aż do miękkiego elastomeru. Jest to zdecydowanie zmiana w porównaniu z obecnymi metodami drukowania 3D, które mogą mieć nieco ograniczone możliwości w zakresie włączania wielu materiałów w złożone, trójwymiarowe architektury z rozdzielczością w mikroskali.

"Przewidujemy, że te programowalne koncepcje morfowania materiałów znajdą zastosowanie w przypadku amplifikacji odkształceń kierunkowych,uruchamianie, elastyczna elektronika i projektowanie lekkich metamateriałów o dopasowanej sztywności i wytrzymałości. Nowa przestrzeń materiałowa oferowana przez szybkie wytwarzanie odmiennych składników materiału rozproszonych w mikrotwardowej architekturze otwiera nowe wymiary druku trójwymiarowego materiałów multimaterialnych z dużym stopniem wariancji sztywności ", powiedział Zheng.