Desktop Electrospinning: una stampante 3D a singolo estrusore per la produzione di materiali plastici rigidi ed elettrofilati : Micheal Rivera e Scott Hudson

INTERVISTA: I RICERCATORI DI CARNEGIE MELLON SULLA STAMPANTE 3D DESKTOP CHE TRASFORMA LE PLASTICHE RIGIDE IN TESSUTI

La fabbricazione tessile ha visto nuove applicazioni in abbigliamento personalizzato e dispositivi basati su texture grazie a una stampante FFF 3D modificata della Carnegie Mellon University (CMU) , a Pittsburgh.

Michael Rivera e il professor Scott Hudson dell’Human-Computer Interaction Institute (HCII) di (CMU) hanno aperto la strada allo sviluppo della Prusa i3 open source per le capacità di elettrofilatura allo stato fuso . Questo ha prodotto oggetti tessili indossabili e stampati in 3D.

L’industria della stampa 3D ha parlato con Rivera, un ricercatore studente di dottorato, su questo metodo delle materie plastiche e come ha permesso la creazione di nuovi oggetti interattivi.

Il team di HCII ha ottimizzato il design di un Prusa i3 per avere un volume di costruzione più grande ed estensibile, quindi ha aggiunto le modifiche che supportano l’elettrofilatura allo stato fuso. Alla domanda sull’ispirazione di questo progetto, Rivera ha risposto: “In precedenza abbiamo esplorato come l’incorporamento di tessuti durante un processo di stampa 3D potrebbe creare oggetti indossabili utili e personalizzati come cinturini per orologi o una corona”.

“Questa stampante attuale è un passo verso la miscelazione della fabbricazione tessile direttamente in un processo di stampa 3D FDM tradizionale. Con i due combinati, gli utenti possono creare interessanti progetti digitali che supportano entrambi i tipi di materiale e fabbricano i progetti in un unico processo. “

“Tali progetti potrebbero anche sfruttare i tessuti elettrofilettici per scopi di rilevamento in grado di rilevare la presenza di liquidi e umidità o cambiamenti di pressione. [Inoltre] possiamo immaginare di creare abiti personalizzati che si aprano quando qualcuno sta sudando troppo, o una soletta di scarpe morbide o un cuscino del sedile in grado di rilevare quanto sia attiva (o inattiva) una persona. “

L’elettrofilatura è ampiamente utilizzata nelle comunità di ingegneria biomedica e di scienze dei materiali per creare scaffolding di tessuti e prodotti sanitari come bende. Rivera aggiunge: “Crediamo che ci siano altre interessanti applicazioni creative come l’abbigliamento interattivo e le esperienze tattili. Questo processo potrebbe anche essere potenzialmente applicato per creare prodotti sanitari personalizzati come i pannolini. “

“Ci sono un sacco di stampanti 3D di consumo là fuori, e ci sono anche alcuni costosi set di elettrofilatura a fusione che sono molto più controllati per le applicazioni biomediche. Il nostro lavoro introduce una tecnica combinata ad altre aree (come Interazione uomo-macchina) che ampliano i domini applicativi. “

“CON QUESTO OBIETTIVO IN MENTE, LA NOSTRA STAMPANTE È LA PRIMA STAMPANTE 3D CHE COMBINA INSIEME LA RIGIDA STAMPA 3D PLASTICA E L’ELETTROFILATURA A FUSIONE IN UN UNICO PROCESSO.”

Con questo processo, un campione di 30 mm x 30 mm richiede circa 2 minuti per essere completato. Tuttavia, la forma della lampada piatta mostrata sopra impiegava 30 minuti per stampare, inclusa la fabbricazione della plastica rigida. Anche PCL è stato utilizzato con successo in questo processo.

Ora, i ricercatori stanno studiando altri materiali termoplastici tra cui nylon, polipropilene (PP) e TPU. Stanno anche sviluppando le funzionalità elettrospinning per materiali più avanzati.

“Ci sono alcune sfide con l’elettrofilatura allo stato fuso su strutture stampate in 3D che non sono conduttive. Poiché il processo di elettrofilatura a fusione si basa su cariche elettrostatiche che si accumulano tra la piattaforma di stampa e l’ugello, mentre più plastica viene stampata tra questi due, la capacità delle fibre sottili di abbassarsi si indebolisce. “

“Stiamo sperimentando l’applicazione di altri materiali conduttivi (inchiostri) su strutture stampate in 3D per consentire la rotazione su di essi.”

” Desktop Electrospinning: una stampante 3D a singolo estrusore per la produzione di materiali plastici rigidi ed elettrofilati ” è stato scritto da Micheal Rivera e Scott Hudson e sarà pubblicato il mese prossimo.

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