Nový atrament mení farbu pre rôzne časti v jednej 3D tlačovej úlohe
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci vytvorili 3D tlačové médium, ktoré môže v rôznych častiach jednej tlačovej úlohy nadobúdať rôzne farby. Tajomstvo spočíva vo využití ultrafialového svetla na selektívnu zmenu povrchovej štruktúry materiálu počas jeho dávkovania.
Za normálnych okolností je farba polymérov vytláčaných 3D tlačiarňami diktovaná syntetickými farbivami. Nielenže výroba týchto farbív je škodlivá pre životné prostredie, ale samotné farbivá sa môžu stať znečisťujúcimi látkami, keď sa vytlačený objekt vyhodí.
Okrem toho, až na niekoľko experimentálnych výnimiek, sú všetky polymérové vlákna na jednej cievke zvyčajne jednofarebné. To znamená, že ak chce niekto vytlačiť jeden 3D objekt, ktorý má na rôznych miestach rôzne farby, musí prepínať medzi jednotlivými cievkami.
Navyše, skutočne živé farby - ako sú napríklad tie, ktoré vidno na motýlích krídlach - sa vo forme farbiva ťažko vyrábajú. Je to preto, že namiesto pigmentov sú motýlie krídla vybavené nanoštruktúrami, ktoré odrážajú / rozptyľujú a absorbujú okolité biele svetlo takým spôsobom, že je viditeľné ako farby, napríklad jasne červená, modrá alebo zelená.
Vedci z Illinoisskej univerzity v Urbana-Champaign, pod vedením doc. Ying Diaoa a postgraduálneho študenta Sanghyun Jeona, sa rozhodli tento efekt replikovať vo fotocitlivej farbe na 3D tlač. Výsledný želatínový materiál je známy ako „foto-krížovo prepojiteľný kefkovitý blok kopolymérového roztoku“. Nazýva sa ako bottlebrush (kefka na fľašu), pretože z molekulárneho hľadiska pozostáva z husto štepených bočných reťazcov „kefiek“ pripojených k spoločnej zdieľanej chrbtici.
Keď je atrament vystavený UV svetlu hneď po vytlačení z 3D tlačovej trysky, molekuly na koncoch „štetín kefky“ sa navzájom zosieťujú. Ako atrament rýchlo tuhne, tieto spojené molekuly sa na povrchu materiálu formujú do nanoštruktúr pripomínajúcich motýlie krídla.
Synchronizáciou faktorov, ako je rýchlosť vytláčania, pohyb tlačovej hlavy a intenzita UV svetla, je možné vyladiť proces tak, aby sa rôzne časti hotového výrobku zobrazovali ako farby od tmavomodrej po oranžovú, v rámci spektra viditeľného svetla. Táto technológia umožňuje aj gradienty medzi farbami, ktoré by inak pri 3D tlači neboli možné.
Článok o výskume bol nedávno uverejnený v magazíne PNAS.
