הדפסת תלת מימד מרובת צבעים עם חומר יחיד: חוקרים מפתחים תהליך הדפסה תלת מימד חדש בהשראת זיקית – תעשיית הדפסת תלת מימד

פרסומת
X-ray_Promo1


חוקרים מה אוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין וה מכון בקמן למדע וטכנולוגיה מתקדמים פיתחו שיטה חדשה להדפסת תלת מימד מרובת צבעים.

פרסומת

בניגוד לגישות קונבנציונליות להדפסת תלת מימד מרובת צבעים הדורשות מספר חומרים, שיטה זו דורשת רק דיו בודד. זה אמור להפוך את התהליך החדש ליותר יעיל ובר קיימא.

שואב השראה מזיקיות משנות צבעים, גישת כתיבת דיו בעזרת UV של הצוות מאפשרת לשנות צבעים מבניים "בדיוק" במהלך הדפסת תלת מימד.

על ידי שינוי החוזק של אור UV תוך כדי הדפסה תלת מימדית, החוקרים הצליחו להשיג מגוון רחב של צבעים. הצבעים של החומר המודפס בתלת-ממד תוכנתו בהצלחה לשקף ספקטרום רחב של אור נראה.

כדי להדגים את הממצאים שלהם, החוקרים יצרו יצירות אמנות צבעוניות מודפסות בתלת מימד, כולל תמונת זיקית ושחזור של הציור "לילה כוכבים" של וינסנט ואן גוך. שני החלקים מציגים את הספקטרום הרחב של צהובים, ירוקים וכחולים שניתן להשיג עם דיו בודד.

תהליך הדפסת תלת מימד מרובת צבעים זה אמור להציע פוטנציאל ליצירת סוגים חדשים של חיישנים, יישומים ביו-רפואיים, ובמקרי שימוש אחרים בייצור רב-צבעי.

"על ידי תכנון כימיה ותהליכי הדפסה חדשים, אנו יכולים לשנות צבע מבני תוך כדי יצירת שיפועים צבע שלא היו אפשריים קודם לכן", אמר יינג דיאו, פרופסור חבר לכימיה והנדסה כימית וביו-מולקולרית באוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין וחוקר. במכון בקמן למדע וטכנולוגיה מתקדמים.

הממצאים פורטו במחקר שכותרתו "קופולימרים בלוק מברשת בקבוקים ניתנים לחיבור ישיר בדיו-כתיבה לשליטה תוך כדי תנועה של צבע מבני", שפורסם בכתב העת הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS).

זיקית מודפסת בתלת מימד רב צבעונית.  תמונה דרך אוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין
זיקית מודפסת בתלת מימד רב צבעונית. תמונה דרך אוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין.

הדפסת תלת מימד מרובת צבעים עם חומר אחד

בעוד שצבעים מסורתיים מגיעים מפיגמנטים כימיים או צבעים שסופגים אור, צבעים מבניים שנמצאים בבעלי חיים מסוימים, כמו זיקיות, עשויים ממשטחים בעלי מרקם ננו המפריעים לאור הנראה.

בהשראת תופעת הטבע הזו, החוקרים השתמשו בדיו הניתן להדפסה תלת-ממדית העשוי מקופולימרים בלוק מברשת בקבוקים (BBCP) הניתנים להצלבה בצילום, הכוללים מבנה דמוי מברשת ייחודי.

במהלך הדפסת תלת מימד, החוקרים שינו את חוזקה של קרינת אור ה-UV כשהיא ריפאה את החומר BBCP. זה גרם לפולימרים של הדיו להצטלב בדרכים שונות, ויצרו מגוון של מבנים למלריים זעירים.

לאחר הדפסה תלת מימדית, מבנים אלה יכולים להציג מגוון רחב של צבעים מרהיבים, החל מכחול לאדום. על ידי שינוי ספציפי של אור ה-UV במהלך האקסטרוזיה, הצוות הצליח לייצר קבוצה של צבעים רצויים.

לדברי החוקרים, התזמון הוא המפתח להשגת האפקט הזה. חיוני להתאים את לוח הזמנים של הצלבה עם לוח הזמנים של ההרכבה. התאמה נכונה של גורמים אלו מבטיחה שסידורי הפולימרים יוצרים את צורות המבנה הנדרשות, היוצרות את הצבע הרצוי עם ריפוי החומר.

צוות המחקר של הדפסת תלת מימד מרובת צבעים.  צילום באמצעות ג'נה קורצווייל, משרד התקשורת של מכון בקמןצוות המחקר של הדפסת תלת מימד מרובת צבעים.  צילום באמצעות ג'נה קורצווייל, משרד התקשורת של מכון בקמן
צוות המחקר של הדפסת תלת מימד מרובת צבעים מאוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין ומכון בקמן למדע וטכנולוגיה מתקדמים. צילום באמצעות ג'נה קורצווייל, משרד התקשורת של מכון בקמן.

מחקר בהדפסת תלת מימד מרובת צבעים

זו לא הפעם הראשונה שחוקרים מסתכלים על הטבע בפיתוח תהליכי הדפסה תלת מימדיים בצבעים רבים. עוד בשנת 2021, מדענים מה- אוניברסיטת איינדהובן לטכנולוגיה (TUE) הציגה דיו גביש נוזלי חדשני משנה צבע התואם להדפסת תלת מימד של דיו ישיר (DIW).

הפיתוח של דיו זה נוצר בהשראת חומרים ססגוניים המצויים בטבע ומשנים את צבעם בהתאם לזווית שממנה הם נראים, כמו כנפי פרפר והחלק החיצוני של חיפושיות תכשיטים. האיכויות הרפלקטיביות של הדיו תלויות ביישור הסלילי המדויק של מולקולות החומר, אשר ניתן לשלוט במהלך הדפסת תלת מימד על ידי פרמטרים משתנים כגון מהירות הדפסה תלת מימדית.

החוקרים מאיינדהובן רואים את שלהם הדפסת תלת מימד מרובת צבעים חומר המציע פוטנציאל ליישומים כמו תאורה דקורטיבית, חיישנים רכים לבישים לניטור בריאות ואופטיקה של מציאות מוגברת.

במקומות אחרים, מדענים מה- המעבדה הלאומית של צפון מערב פסיפיק (PNNL) פיתחה מגוון של צבעי ביולוגי מבוססי אצות ים תוססים, צבעוניים ובר קיימא להדפסת תלת מימד.

נקרא ArtSea Ink, ה הדפסת תלת מימד מתכלה החומרים עשויים ברובם מאלגינט, פולימר טבעי המצוי בדרך כלל באצות חומות. אלגינט הוא תואם ביולוגי, זול, וניתן להשתמש בו ליצירת ג'ל יציב ללא חום, המאפשר הדפסה תלת מימדית בטמפרטורות נמוכות.

החוקרים עיצבו את תיק החומרים הזה מתוך מחשבה על יישומים אמנותיים, וגיבוש שמונה תמיסות 8% אלגינט במים עם פיגמנטים של נציץ בצבעים שונים. כדי לבדוק את החומר שלהם, הצוות בתלת-ממד הדפיס גחלילית זוהרת בחושך ודגם אנטומי כחול בהיר של מוח אנושי.

הירשם ל- ניוזלטר תעשיית דפוס תלת מימד כדי להתעדכן בחדשות האחרונות בנושא הדפסת תלת מימד. אתה יכול גם לעקוב אחרינו ב טוויטרכמו שלנו פייסבוק עמוד, והירשם ל- תעשיית הדפסת תלת מימד Youtube ערוץ כדי לגשת לתוכן בלעדי יותר.

האם אתה מעוניין לעבוד בתעשיית ייצור תוספים? לְבַקֵר עבודות הדפסה בתלת מימד כדי להציג מבחר של תפקידים זמינים ולהתחיל את הקריירה שלך.

התמונה המוצגת מציגה את הזיקית המודפסת בתלת מימד. תמונה דרך אוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין.





קישור לכתבת המקור – 2024-02-23 22:41:00

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר