Imprimantele 3D pot duce la aceste revoluții vitale în medicină și tehnologie

Imprimantele 3D actuale folosesc fie plastic, fie metal, iar metoda convențională de acoperire cu metal a structurilor 3D din plastic nu este ecologică și dă rezultate slabe.

Acum, oamenii de știință de la Universitatea Waseda, Japonia, au dezvoltat o tehnică de imprimare 3D hibridă metal-plastic, care produce structuri din plastic cu un strat metalic foarte adeziv pe zonele dorite.

Această abordare extinde utilizarea imprimantelor 3D pentru viitoare aplicații de robotică și Internet-of-Things.

Cum funcționează procedeul clasic de imprimare 3D?

Tehnologia de imprimare tridimensională (3D) a evoluat enorm în ultimul deceniu până la punctul în care este acum viabilă pentru producția de masă în medii industriale.

Cum arată acum actorul care l-a jucat pe comisarul Corrado Cattani în „Caracatița”. Michele Placido are aproape 79 de ani

Dani Mocanu, condamnat la 6 ani și 5 luni de închisoare. I-a compus o melodie lui Nicolae Ciucă în campania electorală

În fabricarea filamentului topit, cel mai popular proces de imprimare 3D, un plastic sau un metal este topit și extrudat printr-o duză mică la capătul unei imprimante și apoi se solidifică imediat și se fuzionează cu restul piesei.

Cu toate acestea, deoarece punctele de topire ale materialelor plastice și metalelor sunt foarte diferite, această tehnologie s-a limitat la crearea obiectelor fie din metal, fie din plastic. Asta, desigur, până acum.

Într-un studiu recent, oamenii de știință de la Universitatea Waseda, Japonia, au dezvoltat o nouă tehnică hibridă care poate produce obiecte 3D realizate atât din metal, cât și din plastic.

“Chiar dacă imprimantele 3D ne permit să creăm structuri 3D din metal și plastic, majoritatea obiectelor pe care le vedem în jurul nostru sunt o combinație a ambelor, inclusiv dacă vorbim de dispozitivele electronice.

Astfel, ne-am gândit că vom putea extinde utilizarea imprimantelor 3D convenționale dacă am reuși să le folosim pentru a crea obiecte 3D realizate atât din metal, cât și din plastic”, a explicat Shinjiro Umezu, profesor, coordonator al studiului.

Cum îmbini două elemente diferite într-o imprimantă 3D?

Metoda lor este de fapt o îmbunătățire majoră față de procesul convențional de metalizare utilizat pentru acoperirea cu metal a structurilor 3D din plastic.

În abordarea convențională, obiectul din plastic este tipărit 3D și apoi scufundat într-o soluție care conține paladiu (Pd), care aderă la suprafața obiectului.

Ulterior, piesa este scufundată într-o baie de placare fără electricitate care, folosind paladiul depus drept catalizator, determină lipirea ionilor metalici dizolvați de obiect.

Deși din punct de vedere tehnic, metoda este potrivită, abordarea convențională produce un strat metalic care este neuniform și aderă slab la structura din plastic.

În schimb, ​​noua metodă hibridă folosește o imprimantă cu duză duală; o duză extrudează plasticul topit standard (acrilonitril butadien stiren sau ABS), în timp ce cealaltă extrudează ABS încărcat cu diclorură de paladiu (PdCl2).

Prin imprimarea selectivă a straturilor folosind o duză sau alta, anumite zone ale obiectului 3D sunt încărcate cu paladiu. Apoi, prin placare fără electricitate, se obține în cele din urmă o structură de plastic cu o acoperire metalică numai în zonele selectate.

Oamenii de știință au descoperit că aderența acoperirii metalice este mult mai mare atunci când este folosită această abordare.

Mai mult, deoarece paladiul este încărcat în materia primă, tehnica lor nu necesită niciun tip de finisare sau gravare a structurii ABS pentru a modifica depunerea catalizatorului, spre deosebire de metoda convențională.

Acest lucru este deosebit de important atunci când se ia în considerare faptul că acești pași suplimentari cauzează daune nu numai obiectului 3D în sine, ci și mediului, datorită utilizării unor substanțe chimice toxice precum acidul cromic.

În plus, deși folosesc o metodă diferită, abordarea lor este pe deplin compatibilă cu imprimantele 3D existente..

Imprimarea 3D hibrid metal-plastic ar putea deveni foarte relevantă în viitorul apropiat, având în vedere utilizarea sa potențială în electronica 3D.

Astfel, dispozitivele și roboții utilizați în asistența medicală ar putea deveni semnificativ mai eficienți decât ceea ce există în prezent.