Nanoparticelle d’oro illuminano i difetti negli oggetti stampati 3D
I Difetti nelle parti stampate in 3D possono causare molteplici problemi, ma sono spesso così piccoli che non possono essere facilmente rilevati, anzi a volte non si riesce ad individuarli. I ricercatori della Vanderbilt University sono gli ultimi ad affrontare il problema della rilevazione di difetti negli oggetti stampati in 3D e hanno escogitato un nuovo modo per rendere visibili questi difetti, utilizzando l’oro. Il team ha incorporato le nanoparticelle d’oro all’interno del materiale di stampa 3D; una volta che un oggetto viene stampato in 3D, le nanoparticelle d’oro si presentano come un colore marrone scuro, evidenziando eventuali difetti.
“I materiali stampati in 3D stanno diventando sempre più comuni nella nostra vita quotidiana, dai beni di consumo e prodotti fino alle dimostrazioni di automobili e case stampate in 3D”, ha dichiarato Kane Jennings, presidente e professore di ingegneria chimica e biomolecolare. “Ma ci possono essere problemi nell’elaborazione di materiali stampati in 3D. Possono verificarsi piccoli difetti o strati di stampa mancanti. Questi difetti possono compromettere e indebolire l’integrità strutturale dei prodotti stampati in 3D, causando guasti “.
La ricerca è stata pubblicata in un documento intitolato “Valutazione non distruttiva e rilevamento di difetti nei materiali stampati 3D utilizzando le proprietà ottiche delle nanoparticelle d’oro”, a cui è possibile accedere qui . Gli scienziati mischiarono le nanoparticelle d’oro con un polimero di plastica disciolto, quindi quando il polimero si indurì, fu estruso in filamenti.
“È simile all’oro nel tuo anello, ma ha proprietà ottiche davvero uniche che non si degradano nel tempo”, hanno detto la studentessa di ingegneria civile e autrice principale Cole Brubaker. “Questa è una delle prime applicazioni che utilizzano l’oro per il rilevamento dei difetti. Siamo in grado di ispezionare e rilevare i difetti che non sono visibili ad occhio nudo, utilizzando le proprietà ottiche delle nanoparticelle d’oro incorporate. Questo è un passo molto critico – essere in grado di dire “Abbiamo un difetto. È proprio qui.'”
Dopo che una parte è stata stampata in 3D con il materiale misto oro, viene posizionata in uno spettrofotometro UV-Vis per cercare i difetti.
“Stiamo usando le proprietà di assorbanza delle nanoparticelle d’oro incorporate”, ha detto Brubaker. “Basta scansionare la luce sulla superficie del campione e vedere dove l’assorbanza diminuisce all’interno, segnalando un difetto in quel materiale. Un difetto può essere rilevato con una singola misurazione non distruttiva. È molto veloce Ci vogliono solo pochi secondi. Non dobbiamo affidarci a sistemi di rilevamento di grandi dimensioni che dispongono di sensori posizionati su tutta la parte “.
Gli autori del documento includono Brubaker, Jennings, Michael A. Davies, James R. McBride, Sandra J. Rosenthal e Douglas E. Adams. La ricerca è stata finanziata dall’Ufficio di ricerca navale degli Stati Uniti e i brevetti sono in attesa della tecnologia.
“Ci sono enormi possibilità per ciò che possiamo fare con questa tecnologia”, ha detto Jennings. “Abbiamo dimostrato che le parti stampate in 3D possono essere autorizzate. Si autodefiniscono i difetti. Stiamo cercando ora la possibilità di fare ancora di più con questi materiali intelligenti. ”
Essere in grado di localizzare facilmente i difetti nelle parti stampate in 3D farà risparmiare tempo, denaro e materiali, e farà in modo che le parti finali stiano funzionando al meglio, senza che spiacevoli sorprese emergano dopo che la parte è stata messa in uso. Secondo i ricercatori, la tecnologia delle nanoparticelle d’oro può essere utilizzata anche per numerose altre applicazioni.
“Ciò che mi emoziona di più è l’ampia gamma di applicazioni che possiamo utilizzare per questa tecnologia”, ha affermato Brubaker. “Abbiamo appena graffiato la superficie.”
