Primul sistem de printare 4D pentru materiale ceramice

Cercetătorii au reușit să facă un progres important în domeniul studiului materialelor, cu primul proces de printare 4D pentru ceramice.

Ceramica are un punct de topire înalt, astfel că laserul clasic nu poate fi folosit pentru printarea unor obiecte din acest material. Precursorii existenți sunt dificil de deformat, astfel că producția de ceramice cu forme complexe este dificilă.

Echipa de la City University of Hong Kong a creat o ”cerneală ceramică”, un amestec de polimeri și nanoparticule ceramice. Precursorii ceramici printați 3D cu această metodă sunt moi și pot fi întinși până la de trei ori lungimea inițială.

Cu ajutorul precursorilor elastici, echipa a reușit să creeze și două metode de printare 4D pentru ceramice.

Printarea 4D adaugă la imprimarea clasică elementul timpului: obiectele printate pot lua alte forme sau se pot reasambla pe măsură ce trece timpul, dacă sunt supuse unor stimul externi, cum ar fi forța mecanică, temperatura sau un câmp magnetic.

În cadrul cercetării, echipa a folosit energia elastică din precursorii întinși pentru a altera formele. Când precursorii ceramici întinși sunt eliberați, aceștia își schimbă singuri forma. După ce sunt tratați termic, precursorii se transformă în ceramice.

”Procesul sună destul de simplu, dar e departe de a fi așa”, a declarat Lu. Acesta spune că producerea cernelii și a sistemului de printare sunt rezultatul unor eforturi susținute; a durat mai bine doi ani și jumătate până când echipa a reușit să treacă peste toate obstacolele din calea sistemului de printare 4D.

Inovația curentă poate fi utilă în domeniile aeronauticii și explorării spațiale. ”Deoarece ceramica e un material robust din punct de vedere mecanic și care poate tolera temperaturi ridicate, sistemul de printare ceramică 4D are potențial ridicat pentru folosirea drept componentă a sistemelor de propulsie în domeniul aerospațial”, a concluzionat Lu.