Лазерная 3D-печать для термореактивных конструкций
Благодаря затвердеванию за доли секунды, разрешению 50 микрон и настройке механических и электрических свойств в реальном времени этот подход обещает более быстрое и программируемое производство гибкой электроники, мягкой робототехники, микрофлюидики и биомедицинских устройств.
Исследовательская группа из Университета Сямэнь (XMU) объявила о значительном прорыве в 3D-печати термореактивных материалов — прорыве, который может изменить производство гибкой электроники, мягкой робототехники, биомедицинских каркасов и многого другого.Недавно разработанный метод, описанный в статье под названием «Лазерная прямая трехмерная печать отдельно стоящих термореактивных устройств», объединяет лазерно-индуцированное затвердевание in situ с прямым письмом чернилами.
Это позволяет создавать сложные, отдельно стоящие термореактивные конструкции без какого-либо поддерживающего материала, что является значительным улучшением по сравнению с существующими методами, которые часто требуют поддержки, а затем удаления.Во время печати узконаправленный лазер быстро отверждает струю полимера за счет сильного фототермического эффекта, вызывая сшивку менее чем за 0,25 секунды.Этот процесс обеспечивает структурное разрешение до 50 микрометров и, в частности, позволяет настраивать свойства материала в реальном времени: механический модуль можно изменять до десяти раз, а электрические свойства можно модулировать до двадцати раз.
Такое сочетание скорости, точности и возможностей настройки знаменует собой значительный отход от традиционных подходов к 3D-печати с прямой записью (термической, акустической или УФ-поддержкой), которые часто страдают от низкой эффективности отверждения, ограниченной совместимости материалов, ограниченной настройки производительности и зависимости от поддерживающих конструкций.
Последствия широки.Исследователи говорят, что эта «быстрая, стабильная, программируемая производственная стратегия» может ускорить разработку сложных, многофункциональных термореактивных устройств, подходящих для гибкой электроники, микрофлюидных систем, мягкой робототехники, платформ «орган-на-чипе» и биомедицинских каркасов там, где требуются сложные 3D-архитектуры и индивидуальные свойства материалов.По сути, инновации XMU могут снизить ключевой барьер в аддитивном производстве устройств на основе термореактивных материалов: устраняя необходимость во вспомогательных материалах и обеспечивая оперативный контроль над структурными и функциональными свойствами, новый метод предлагает более эффективный, масштабируемый и универсальный путь для изготовления передовых компонентов в новых технологических областях.