چاپ سه بعدی

روشی جدید برای رنگ آمیزی خروجی پرینترهای سه بعدی

مهندسان دانشگاه راتگرز ایالت نیوجرسی امریکا موفق به یافتن روشی جدید برای رنگ‌آمیزی خروجی پرینترهای سه‌بعدی شده‌اند. آن‌ها اینطور گزارش کرده‌اند که این روش برای خروجی‌های پرینتی مرتبط با زیست‌پزشکی و صنعت هواپیمایی قابلیت پیاده‌سازی دارد. این روش می‌تواند باعث صرفه‌جویی در وقت و نیز هزینه مصرفی توسط تولیدکنندگان شود و فرصت‌های جدیدی برای ایجاد “ساختار هوشمند” برای قطعات چاپی فراهم می‌آورد.


یافته های این محققان در ژورنال Applied Materials & Interfaces از انتشارات علمی انجمن شیمی امریکا به چاپ رسید. در روش‌هایی که سابقاً برای پرینت استفاده می‌شد، دسترسی به برخی نقاط از شکل ممکن نبود، اما در روش جدید کارها به نحوی پیش می‌رود که سطح مورد نظر کاملاً پوشش داده می‌شود و نمونه‌سازی نیز سرعت می‌گیرد.

جاناتان سینگر -استادیار گروه هوافضا و مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی دانشگاه راتگرز– گفت: “این فناوری، روشی هوشمند است که نه تنها برای پوشاندن اشیای معمولی کاربرد دارد، بلکه این قابلیت را دارد که در برابر رطوبت مقاومت کافی از خود نشان دهد. این فناوری، خروجی‌ها را به نحوی رنگ‌آمیزی می‌کند که در صورت غوطه‌وری کامل در آب، باز هم مشکلی برایشان پیش نیاید.

این مهندسان قادر به درک قابلیت‌های جدید فناوری خود شدند. آن‌ها با اعمال ولتاژ به جریان سیالی که از طریق نازل در حال عبور است، قطراتی ریز را به درون سیال اسپری می‌کنند. این روش عمدتاً برای تحلیل کار از حیث شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در دهه‌های اخیر، این کار برای واکسن‌ها، لایه‌های جذب‌کننده نور سلول‌های خورشیدی و نقاط کوانتومی فلورسنت (ذرات ریز) برای نمایشگرهای LED استفاده شده است.

مهندسان این دانشگاه در حال ساخت لوازم جانبی برای چاپگرهای تولیدی خود هستند که برای اولین‌بار باعث پوشش اتوماتیک قطعات چاپ‌شده سه‌بعدی با لایه‌های کاربردی می‌شوند و نیز به‌منظور افزایش زیبایی کار قابل توجه است.

شایان ذکر است که در این روش به نسبت روش‌های سنتی، مواد کمتری مورد استفاده قرار می‌گیرد و نیز کابردهای رنگی بیشتری را شاهد هستیم. بنا بر گفته‌های سینگر: “این مفهوم تلقی‌کننده آن است که مهندسان می‌توانند از موادی مانند نانوذرات و یا مواد فعال زیستی استفاده کنند. به همین علت هم هست که روش ما کم‌هزینه است، زیرا در غیر اینصورت هزینه رنگ‌ها بسیار بالا خواهد بود.”

در مراحل بعدی سطحی ایجاد می‌گردد که باعث تغییر خصوصیات می‌شود، به این معنی که مسبب ساز و کارهای شیمیایی می‌شود که تطابق بیشتری با سطح پیدا می‌کند. مهندسان امیدوارند که این روش را تجاری‌سازی کنند و این الگوی جدید پوشش سریع که بلافاصله پس از چاپ روی خروجی اعمال می‌گردد را گسترش دهند.

رسوب الکتریکی (EDS) یک فرایند پوششی است که توسط اسپری انجام می‌شود. در این روش از یک ولتاژ بالا برای تبدیل به پودر کردن محلولی که در حال جریان است استفاده می‌شود. این قطرات اسپری شده خود به خود هنگامی که به سمت یک بستر هدف حرکت می‌کنند، تبخیر می‌شوند و مواد جامد را جذب خود می‌کنند.

این گروه محققان در تحقیق قبلی خود شرایط لازم برای به حداقل رساندن میزان اتلاف شارژ را بررسی کرده‌اند. آن‌ها لایه‌ای که دارای ضخامت محدود بود را مورد بررسی قرار دادند و با گذشت زمان به بررسی اثر رسوب مواد محدود کننده در ساختار آن پرداختند. ضخامت لایه در نظر گرفته شده در این تحقیق از 1 تا 50 میکرون متغیر بود، تا بدین طریق جامعیت کافی برای هندسه‌های گوناگون در نظر گرفته شود.

اسپری مورد استفاده در این روش، از این قابلیت برخوردار است که اجسام سه‌بعدی را تماماً مورد پاشش قرار دهد و برای این کار نیازی به تغییر محل سوزن و یا زاویه و جهت‌گیری شیء نیست. این امر باعث می‌شود که آن‌ها برای پردازش مواد تولید شده با استفاده از مواد افزودنی به حد ایده‌آل خود برسند.

علاوه بر سینگر، محققان دیگری نیز در این تحقیق تلاش داشتند. دیلان کوواسویچ -دانشجوی مقطع کارشناسی‌ارشد- و نیز لین لی -دانشجوی دکتری و مشغول به کار در آزمایشگاه سینگر- نویسندگان همکار با سینگر برای نگارش این مقاله و نیز تحقیق‌های پیشین آن بوده‌اند.
سایر محققان دانشگاه راتگرز که در این تحقیق دخیل بوده‌اند، عبارت‌اند از:
داهون هان -دانشجوی فوق‌دکتری دانشگاه مینه‌سوتا-
کریستینا کوزنتسوا -دانشجوی کارشناسی‌ارشد-
پروفسور هون لی -محقق در انستیتوی فناوری ماساچوست-

منبع
ACS Applied Materials & Interfaces
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن