Equipo de investigación eleva la temperatura de las tintas de impresión 3D

La flor impresa en 3D demuestra las propiedades de un gel de impresión multifuncional que responde a la humedad. Crédito: Ke Functional Research Group en Dartmouth.

Un proceso que utiliza calor para cambiar la disposición de los anillos moleculares en una cadena química crea geles imprimibles en 3D con una variedad de propiedades funcionales, según un estudio de Dartmouth.


Los investigadores describen el nuevo proceso como “atrapamiento cinético”. Los tapones moleculares, o reductores de velocidad, regulan el número de anillos que entran en la cadena del polímero y también controlan las distribuciones de los anillos. Cuando se ensamblan los bucles, almacenan ت Energía cinética que se puede soltar, como al soltar un resorte comprimido.

Los investigadores del Grupo de Materiales Funcionales Ke usan calor para alterar la distribución de los anillos y luego usan humedad para activar diferentes formas de las impresiones. Tema.

Proceso impresión Los objetos con diferentes fuerzas mecánicas que usan una tinta pueden reemplazar la costosa y lenta necesidad de usar varias tintas para imprimir elementos con múltiples propiedades.

“Este nuevo método utiliza calor para producir y controlar tintas 3D con una variedad de propiedades”, dijo Chenfeng Ke, profesor asistente de química y primer investigador del estudio. “Es un proceso que podría hacer que la impresión 3D de objetos complejos sea más fácil y menos costosa”.

Las tintas de impresión 3D más comunes presentan estructuras moleculares uniformes que dan como resultado objetos impresos con una sola propiedad, como la rigidez o flexibilidad deseadas. Imprimir un objeto con múltiples propiedades requiere un proceso que requiere mucho tiempo y energía para preparar diferentes tintas diseñadas para trabajar juntas.

Al introducir un “aumento de velocidad” molecular, los investigadores crearon una tinta que cambia la distribución de los anillos moleculares con el tiempo. Los anillos desiguales también convierten el material de un polvo a un gel impreso en 3D.

“Este método nos permitió usar la temperatura para crear formas complejas y hacer que se desarrollaran a diferentes niveles de humedad”, dijo Qianming Lin, investigador graduado en Dartmouth y primer autor del estudio.

a Video La investigación muestra que una flor impresa con tinta 3D se produjo con este proceso. La flor se cierra cuando se expone a la humedad. Las diferentes partes de la flor impresa tienen diferentes niveles de flexibilidad como resultado de la disposición de los anillos moleculares. La combinación de propiedades permite que los pétalos suaves se cierren mientras que las partes más firmes de la flor proporcionan estructura.

Imprimir la misma flor utilizando los métodos de impresión 3D existentes conllevará el desafío adicional de combinar diferentes materiales impresos.

“Las diferentes partes de esto provienen de la misma tinta de impresión”, dijo Key. “Tienen composiciones químicas similares pero diferentes números de anillos y distribuciones moleculares. Estas diferencias dan al producto una resistencia mecánica significativamente diferente y hacen que responda a la humedad de manera diferente”.

El estudio publicado en Chem, alcanza estados ‘súper-estables’ para ciclodextrina y estructuras moleculares ات polietilenglicolSustancias comúnmente utilizadas como aditivos alimentarios y ablandadores de heces. Al sujetar los topes de velocidad al polietilenglicol, los objetos impresos en 3D se convierten en motores que responden a la humedad para cambiar de forma.

Según el equipo de investigación, los esfuerzos futuros para mejorar la molécula permitirán un control preciso de múltiples metaestabilidades, permitiendo la impresión de “actuadores sensibles” y robots blandos utilizando fuentes de energía sostenibles, como la variabilidad de la humedad.

Los objetos impresos resultantes se pueden utilizar para dispositivos médicos o en procesos industriales.


La tinta inteligente agrega nuevas dimensiones a la impresión 3D


más información:
Qianming Lin et al, Captura cinética de redes basadas en (pseudo) policarbonato (pseudo) ciclodextrina de imprimibles en 3D, Chem (2021). DOI: 10.1016 / j.chempr.2021.06.004

Información de la revista:
Chem

Introducción de
Universidad de Dartmouth

La frase: El equipo de investigación calienta las tintas de impresión 3D (2021, 29 de junio) Recuperado el 29 de junio de 2021 de https://phys.org/news/2021-06-team-3d-inks.html

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