I miglioramenti nella stampa 3d SLS a colori

Dei nuovi fotosensibilizzatori aiutano a superare i limiti di colore nella stampa 3D SLS

Una delle maggiori sfide della stampa 3D è la capacità di stampare in colori completi e dettagliati. Tuttavia, non tutte le tecnologie di stampa 3D, come la sinterizzazione laser selettiva (SLS) e la stereolitografia (SLA), sono in grado di stampare direttamente a colori. I ricercatori dell’Istituto di Scienze Fotoniche (IFCO) in Spagna hanno recentemente sviluppato un metodo di stampa 3D più rapido ed economico in grado di stampare oggetti in tutti i colori. I loro risultati sono pubblicati sulla rivista ACS Nano Letters .

Le stampanti di sinterizzazione laser selettiva (SLS) utilizzano un laser come fonte di energia per sinterizzare regioni specifiche di un materiale in polvere, in genere nylon o poliammide, per formare una solida struttura 3D. Una volta che il primo strato ha completato la piattaforma di costruzione / le parti del letto si abbassano di una quantità prestabilita. Quindi un altro strato di materiale viene deposto e la seconda sezione viene fusa direttamente sopra di esso. Questo continua fino a quando tutte le sezioni trasversali sono state gettate e fuse.

Negli ultimi anni, l’uso di sensibilizzatori fototermici per facilitare la sinterizzazione delle polveri polimeriche sta diventando più comune. Per ridurre il fabbisogno energetico del processo, i ricercatori hanno aggiunto composti chiamati fotosensibilizzanti alle polveri polimeriche. Questi materiali, come i nanotubi di carbonio, il nerofumo e il grafene, assorbono la luce molto più fortemente dei polimeri e trasferiscono il calore su di essi, consentendo l’uso di laser più economici e di bassa potenza.

Tuttavia, i fotosensibilizzatori a base di carbonio possono produrre solo oggetti stampati di colore grigio o nero. Per creare stampe bianche o colorate con questo metodo, sono necessari equivalenti visibilmente trasparenti. Gerasimos Konstantatos, Romain Quidant e i loro colleghi di IFCO volevano trovare un fotosensibilizzatore che consentisse la stampa a colori con il metodo di stampa 3D SLS.

“Per creare stampe bianche o colorate con questo metodo sono necessari equivalenti visibilmente trasparenti, in cui affrontiamo questo problema progettando sensibilizzatori fototermici risonanti composti da nanoparticelle plasmoniche che assorbono fortemente nel vicino infrarosso, mentre interagiscono solo in minima parte con la luce visibile” i ricercatori affermano.

Per creare polveri nanocomposite colorate stabili, i nanori di oro sono stati rivestiti con silice prima di essere miscelati con polveri di poliammide. A livello di risonanza, secondo i ricercatori, questi compositi hanno mostrato una conversione luce-calore notevolmente migliorata rispetto ai compositi equivalenti utilizzando il nero di carbonio standard del settore come sensibilizzatore e potrebbero essere sinterizzati utilizzando fonti di luce a bassa potenza. Inoltre, i nuovi fotosensibilizzatori potrebbero anche produrre molto più bianco e – se miscelati con i coloranti – oggetti 3D dai colori vivaci.

È importante sottolineare che i materiali sono economici per la produzione su larga scala, hanno detto i ricercatori. Hanno presentato diverse domande di brevetto relative alla nuova tecnologia.

“I nostri risultati aprono una nuova strada per utilizzare le nanoparticelle plasmoniche per produrre oggetti colorati e funzionali stampati in 3D”, spiegano i ricercatori. Hanno presentato le loro ricerche in un documento intitolato “Stampa 3D a colori brillanti basata su sensori fototermici risonanti”.

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