מדענים מצליחים בהדפסת תלת מימד חלקי גרפיט מורכבים עם טהרת 97% – תעשיית דפוס תלת מימד

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


צוות חוקרים מ אוניברסיטת רייס, טקסס, פיתחו שיטה חדשה לייצור מבני גרפיט מורכבים באמצעות הדפסת תלת מימד בכתב דיו ישיר (DIW).

ניסיונות קודמים להדפיס תלת מימד עם גרפיט כללו בדרך כלל שילוב של אבקת חומר בחומר במטריצה ​​פולימרית. באמצעות טכנולוגיות מבוססות שחול, אז ניתן ליצור מבנים קוליים מכנית, אך המרכיבים המתקבלים לעיתים קרובות מכילים רק פחות מ -50% גרפיט לפי משקל. ככאלה, חלקי גרפיט מודפסים בתלת ממד עד כה לא ממש הציעו את המאפיינים התרמיים והחשמליים שהופכים גרפיט טהור למבוקש כל כך.

כדי להתמודד עם הבעיה, חוקרי האורז פיתחו דיו להדפסה תלת-ממדית קולואיד עשוי אבקת גרפיט וכמויות חרסיות זעירות, והשיגו חלקי DIW מורכבים עם טוהר של עד 97%.

מבני גרפיט תלת מימד מודפסים באמצעות כתיבת דיו ישירה. תמונה באמצעות אוניברסיטת רייס.
מבני גרפיט תלת מימד מודפסים באמצעות כתיבת דיו ישירה. תמונה באמצעות אוניברסיטת רייס.

גרפיט: מינרל הקיצוניות

גרפיט נחשב לאחד האלוטרופים הפחמניים השימושיים ביותר, ויש לו שלל יישומים תעשייתיים (כן, זה יותר מסתם עפרון).

החומר הוא בעל מבנה אטומי דו-שכבתי שכבתי, והוא מרכיב מרכזי במספר חומרי סיכה בעלי ביצועים גבוהים. הגרפיט מציע גם יציבות תרמית וכימית מצוינת, המאפשרת לו לעמוד בתנאי הסביבה הקיצוניים הנדרשים עבור כור היתוכים ממתכות מותכות וליבות כורים גרעיניים. בנוסף, המוליכות החשמלית הגבוהה לשמצה של החומר הופכת אותו למועמד מושלם לסוללות, מגעים חשמליים ואפילו אלקטרוניקה גמישה.

לרוע המזל, עקב האתגרים של עיבוד בטמפרטורה גבוהה והשבירות המהותית של החומר, שימוש בשיטות סינתזה קונבנציונליות ליצירת חלקים גיאומטריים מורכבים עשויים גרפיט הוא לעיתים קרובות קשה ביותר – בעיה שהדפסת תלת מימד מצוידת לפתור.

הדמיית SEM של חלק גרפיט מודפס בתלת מימד. תמונה באמצעות אוניברסיטת רייס.
הדמיית SEM של חלק גרפיט מודפס בתלת מימד. תמונה באמצעות אוניברסיטת רייס.

כיצד להדפיס תלת מימד 97% חלקי גרפיט

דיו הגרפיט בריכוז גבוה גובש על ידי הוספת כמויות קטנות של ננו-סיליקט (3 – 10 wt%) לאמבט מים מלא בפתיתי גרפיט. בסופו של דבר הננו-שימשה כסוכן כריכה, והבטיח כי פתיתי הגרפיט מופצים באופן אחיד בדיו המורכב שנוצר. תוספת החימר הגבירה משמעותית את צמיגות החומר, מה שהופך אותו לחולץ באמצעות DIW בטמפרטורת החדר. לעומת זאת נמצא כי דיו גרפיט בלבד סותם את הזרבובית של מדפסת התלת מימד, כל זאת תוך הפרדה בלחץ.

בהדפסת תלת מימד ההשפעות של תוסף הננו-קליי היו ניכרות מאוד במבנים התלת-ממדיים הסופיים. כל חפצי הבדיקה המודפסים במחקר גילו יציבות מבנית מצוינת ויכלו לתמוך במשקלם ללא בעיות כלל, למרות היותם מורכבים גיאומטרית. גם לאחר ייבוש האוויר, החלקים הצליחו לשמור על צורותיהם המקוריות עם יכולת משופרת לספוג אנרגיה בהשוואה לדיו גרפיט בלבד.

צוות האורז כבר השתמש בניסוח הטוהר החדשני של 97% למספר יישומי גרפיט. זה כולל תבניות מודפסות בתלת מימד המשמשות ליציקת פח, מעגל חשמלי גרפיט המשמש להדלקת נוריות, וגוף חימום מודפס בתלת מימד המסוגל להביא מים לנקודת רתיחה.

תבניות יציקה מודפסות בתלת מימד, מעגל חשמלי מודפס בתלת מימד וגוף חימום מודפס בתלת מימד. תמונות באמצעות אוניברסיטת רייס.
תבניות יציקה מודפסות בתלת מימד, מעגל חשמלי מודפס בתלת מימד וגוף חימום מודפס בתלת מימד. תמונות באמצעות אוניברסיטת רייס.

פרטים נוספים על המחקר נמצאים במאמר שכותרתו 'הדפסת תלת מימד של מבני גרפיט מורכבים'. הוא נכתב יחד עם סייד מוחמד סג'אדי, שאיין אנייט ואח '.

גרפיט וצורת השכבה היחידה שלו, גרפן, הם נושא למחקר רב בתחום ומחוצה לה בתחום הדפסת התלת מימד. אוניברסיטה בבאפלו חוקרים פיתחו לאחרונה חדש איירגל ג'ל לטיהור מים מודפס בתלת מימד המסוגל לטפל בשפכים בקנה מידה גדול. החומר החדש מורכב מ- airgel דמוי קלקר, גרפן סריג ושני פולימרים בהשראת ביו, ומסוגל להסיר צבעי מים, מתכות וממיסים אורגניים ממי שתייה ביעילות של 100%.

במקום אחר, ב מכללת FAMU-FSU להנדסה, מדענים פיתחו פרמטר שנקבע עבור מבנים מבוססי גרפן הדפסה תלת ממדית עם איכויות מוליכות אופטימליות. לאחר סדרת בדיקות, הצוות מצא כי בעוד שגורמים כמו לחץ הדפסה וקוטר הזרבובית משפיעים על מאפייני המרוכב, במהירות ההדפסה הספציפית, ניתן לגרום לחלקיקיו להתיישר בצורה מוגדרת.

הירשם ל- עלון תעשיית הדפסת תלת מימד לחדשות האחרונות בייצור תוספים. אתה יכול גם להישאר מחובר על ידי עקוב אחרינו ב טוויטר, אוהב אותנו פייסבוק, וכוונון לתוך ערוץ היוטיוב של תעשיית הדפסת תלת מימד.

מחפש קריירה בייצור תוספים? לְבַקֵר עבודות הדפסה בתלת מימד למבחר תפקידים בענף.

תמונה מוצגת מציגה מבני גרפיט תלת מימד המודפסים באמצעות כתיבת דיו ישירה. תמונה באמצעות אוניברסיטת רייס.





קישור לכתבת המקור – 2021-06-22 13:59:17

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר