Una nuova resina per la stampa 3D realizzata con polvere di nanodiamante


I nanodiamanti sono particelle di diamante prodotte dalle esplosioni e sono molto termicamente conduttivi. La polvere di nanodiamante è costituita da nanoparticelle di diamante atossiche, con una grande superficie, di circa 5 nm di dimensioni, e presentano alcune proprietà interessanti .

I ricercatori Krzysztof Królewski, Aleksandra Wieloszyńska, Aleksandra Kamińska e Katarzyna Kardacz dell’Università polacca della Gdańsk University of Technology (GUT), volevano indagare su una particolare proprietà e hanno pubblicato un articolo sul loro lavoro, intitolato “ Proprietà ottiche della resina polimerizzabile alla luce del giorno drogata con polvere di nanodiamante “.

L’abstract recita: “In questo articolo è stato elaborato un nuovo materiale per la stampa 3D. Poiché il diamante ha ottime proprietà ottiche, ci è venuta l’idea di applicarlo in un processo di stampa 3D. È stata creata una miscela di polvere di nanodiamante e resina di stampa 3D standard e sono state completate diverse stampe. Sono stati testati per le loro capacità di trasmettere e assorbire la luce in un ampio spettro di lunghezze d’onda. Si è scoperto che la resina drogata con nanopolveri rispetto a quella standard ha proprietà ottiche peggiori. Tuttavia, mostra che una miscela di resina e nanopolveri può controllare le proprietà ottiche delle stampe. “

Il team ha preparato e analizzato un nuovo materiale di stampa 3D fatto di nanoparticelle di diamante e resina dura diurna 3D ambrata da Photocentric , che ha causato proprietà ottiche uniche. Hanno fabbricato alcuni esempi del loro materiale sulla stampante 3D a cristalli liquidi 10 ′, quindi hanno testato le proprietà ottiche, insieme alle proprietà ottiche della resina polimerica fotocentrica per il confronto.

“Le piastre da 20 mm × 20 mm sono state stampate come campioni di prova che sono stati preparati con diversi spessori (0,2 mm, 0,5 mm, 0,8 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm e 5 mm)”, hanno spiegato i ricercatori.

È stato utilizzato uno spettrometro per ottenere le caratteristiche di trasmissione delle piastre campione stampate in 3D, nell’intervallo di lunghezze d’onda di 200-1100 nm a temperatura ambiente. Queste caratteristiche sono definite da, come hanno scritto i ricercatori, “aumentando la trasmissione diminuendo lo spessore delle piastre”.

Per la prima serie di lastre stampate in 3D, la trasmissione era quasi zero per le onde luminose nella gamma 200-400 nm, mentre la trasmissione maggiore era per quelle nella gamma 800-1100 nm. La trasmissione per la serie n. 2 era persino più elevata, il che era facile da vedere con piastre più spesse. Queste caratteristiche sono paragonabili a quelle di altri materiali ottici, come la silice fusa, e sono sicuramente appropriate per una serie di applicazioni ottiche.

“Nella prima serie, la trasmissione massima è rispettivamente del 60% e del 44% per lastre spesse 2 mm e 5 mm. A sua volta, nella seconda serie, questo valore è rispettivamente del 75% e del 65% “, hanno osservato i ricercatori.

Il team ha quindi determinato le caratteristiche di assorbimento per le piastre e ha scoperto che il maggior assorbimento è per le onde luminose nei 200-400 nm, a causa del loro colore arancione; l’assorbimento più basso è stato per le onde nell’intervallo 600-1100 nm.

Altre lastre sono state quindi stampate in 3D dal nuovo materiale del team di polvere di nanodiamondi e resina. I ricercatori hanno poi approfondito un po ‘di più il modo in cui hanno ottenuto e creato il materiale.

“La polvere di nanodiamante è stata ottenuta evaporando DMSO (dimetilsolfossido) dalla sospensione con nanodiamante”, hanno scritto. “Quindi la 66,835 g di resina liquida è stata miscelata con 0,069 g di polvere. Innanzitutto, l’agitazione magnetica è stata eseguita per un’ora e, successivamente, la sonicazione è stata eseguita per 45 minuti. Il sonatore funzionava in modalità impulso con potenza impostata al 10%. “

Il team ha utilizzato una serie di misurazioni OCT per valutare le proprietà dei materiali delle lastre stampate in 3D e ha ottenuto scansioni B singole da tre lastre con nanoparticelle di diamante e una senza, per riferimento. Le immagini mostrano che a causa della presenza di nanoparticelle e “della mancanza di tendenza all’agglomerazione”, il materiale preparato era in effetti omogeneo.

“In questa ricerca abbiamo dimostrato che la presenza di nanodiamondi influenza le caratteristiche ottiche della miscela”, hanno concluso i ricercatori. “Presuppone che altre nanoparticelle possano modificare le proprietà ottiche, in particolare le caratteristiche di assorbimento. Pertanto, può portare a nuove opportunità per un metodo economico, rapido e semplice per la prototipazione rapida di filtri ottici “.

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