Sinterit Lisa nanoparticelle plasmoniche per produrre oggetti colorati e funzionali stampati in 3D

La sinterizzazione laser selettiva sta diventando un metodo di stampa 3D sempre più popolare, grazie ai suoi numerosi vantaggi: produce parti con elevata resistenza e rigidità, è in grado di creare geometrie estremamente complesse e non richiede supporti e quindi pochissima post-elaborazione. Sta diventando anche più accessibile, grazie allo sviluppo di stampanti desktop SLS 3D come la Sinterit Lisa. L’uso di sensibilizzatori fototermici per facilitare la sinterizzazione delle polveri polimeriche sta diventando più comune, ma c’è un inconveniente: i sintetizzatori a base di carbonio convenzionali possono produrre solo parti grigie o nere.

Le parti stampate in 3D possono essere tinte o dipinte, ma gli oggetti grigio scuro o nero sono molto più difficili da colorare rispetto a quelli bianchi o più chiari. Pertanto, un gruppo di ricercatori ha deciso di scoprire i sensibilizzatori fototermici che potrebbero essere sviluppati per produrre parti bianche o colorate. Hanno presentato le loro ricerche in un documento intitolato “Stampa 3D bianca e brillante basata su sensori fototermici risonanti” a cui è possibile accedere qui .

“L’uso di sensibilizzatori fototermici per facilitare la sinterizzazione delle polveri polimeriche sta rapidamente diventando una tecnologia di produzione additiva fondamentale, che ha un impatto su più settori industriali”, affermano i ricercatori. “Tuttavia, i sensibilizzanti convenzionali basati sul carbonio possono produrre solo oggetti neri o grigi. Per creare stampe bianche o colorate con questo metodo, sono necessari equivalenti visibilmente trasparenti. Qui, affrontiamo questo problema progettando sensibilizzatori fototermici risonanti fatti di nanoparticelle plasmoniche che assorbono fortemente nel vicino infrarosso, mentre interagiscono solo minimamente con la luce visibile. ”

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, i compositi hanno mostrato una conversione luce-calore notevolmente migliorata rispetto ai compositi equivalenti utilizzando il nero di carbonio standard del settore come sintetizzatore. I compositi potrebbero anche essere sinterizzati utilizzando sorgenti di luce a basso consumo. Le polveri risultanti e le stampe 3D ottenute dalle polveri apparivano di un bianco brillante e potevano produrre oggetti colorati se mescolati con i coloranti.

“I nostri risultati aprono una nuova strada per utilizzare le nanoparticelle plasmoniche per produrre oggetti colorati e funzionali stampati in 3D”, spiegano i ricercatori.
Lo studio recentemente pubblicato è incoraggiante per coloro che desiderano perseguire applicazioni in cui il colore è un elemento necessario. Anche le migliori tinture hanno difficoltà a trasformare oggetti neri in colori vivaci, ed è particolarmente difficile ottenere oggetti bianchi dal nero o dal grigio. C’è una ragione per cui il bianco è una scelta di colori così popolare per il filamento FDM; può essere facilmente tinto o verniciato per ottenere praticamente qualsiasi colore. Grazie a questa ricerca, anche le persone che lavorano con i sensibilizzatori fototermici per la sinterizzazione laser possono avere questa opzione.

Quando si discutono le proprietà degli oggetti stampati in 3D, il colore potrebbe non sembrare l’elemento più importante, ma assume molta importanza in molte applicazioni, ad esempio artistiche o negli ambienti di produzione in cui parti diverse sono identificate dal colore. Quando il nero e il grigio sono le uniche opzioni, le applicazioni sono limitate. Con il bianco brillante o il colore come opzioni, tuttavia, si aprono nuove possibilità.

Gli autori del documento includono Alexander W. Powell, Alexandros Stavrinadis, Ignacio de Miguel, Gerasimos Konstantatos e Romain Quidant.

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