Vetro emulsionante autorigenerante resistente ai raggi UV come nuovo materiale solido simile al liquido per la stampa 3D

RICERCATORI TAIWANESI FORMULANO VETRI AUTORIGENERANTI PER LA STAMPA 3D

I ricercatori della National Central University di Taiwan hanno sviluppato un vetro emulsionante autorigenerante resistente ai raggi UV e al calore. L’impressionante arsenale di proprietà rende il materiale solido simile al liquido (LLS) perfetto per un mezzo di supporto, per cui gli inchiostri a indurimento termico e UV (aka resine) possono essere “scritti in 3D” direttamente in esso e polimerizzati indipendentemente dall’LLS circostante.

Secondo i ricercatori, i materiali LLS possono essere utilizzati come mezzo di supporto robusto per inchiostri liquidi. Usarli per mantenere l’inchiostro in posizione mentre l’inchiostro si solidifica aiuta a mantenere la geometria scritta prevista. Senza un mezzo di supporto, la gravità e la tensione superficiale dell’inchiostro si tradurrebbe in instabilità del fluido (un pasticcio caldo).

Ad esempio, il PDMS, un elastomero, è biocompatibile, non tossico e otticamente pulito che lo rende utile in lubrificanti e agenti antischiuma. Nonostante sia UV e polimerizzabile al calore, le sue applicazioni sono in gran parte limitate alla sua forma fluida a causa della sua viscosità del prepolimero estremamente bassa e del lungo tempo di indurimento. Pertanto, da solo, non è in grado di mantenere la forma 3D desiderata abbastanza a lungo da poterlo curare, quindi è molto difficile stampare in 3D. Di recente, questo problema è stato risolto scrivendo in 3D il PDMS liquido in un supporto LLS e indurendolo una volta sospeso.

Vetro emulsionante autorigenerante

Con l’obiettivo di sviluppare la prossima generazione di supporti di supporto, il team di ricerca ha prima miscelato un olio di silicone appositamente formulato con sorbitolo e acqua per formare una soluzione acquosa. Da questo, hanno estratto un “vetro di emulsione stabile” che sarebbe continuato ad essere usato come mezzo di supporto sperimentale. Il team ha optato per l’uso dell’elastomero PDMS come inchiostro che sarebbe stato scritto in 3D nel vetro dell’emulsione e polimerizzato. Il dispositivo di scrittura 3D (una pompa a siringa con un diametro dell’ugello di 1,83 mm) è stato costruito da zero.

Le strutture 3D sono state modellate e scritte in campioni del vetro di emulsione e polimerizzate con calore e luce UV per dimostrare l’idoneità del vetro come mezzo di supporto. Per il processo UV è stata utilizzata una lampada UV a 365nm per 60 secondi e per il processo termico i campioni di vetro inchiostro sono stati riscaldati in un forno a 100 ° C per un’ora. Anche dopo sei cicli di esposizione ai raggi UV e al calore, il vetro dell’emulsione è rimasto sfasato e ha mantenuto la sua integrità strutturale, dandogli resistenza ai raggi UV e al calore. Ciò significava che il vetro poteva essere usato per curare contemporaneamente inchiostri UV e sensibili al calore.

I ricercatori hanno anche concluso che le strutture di goccioline di olio densamente imballate nella matrice acquosa hanno conferito al vetro la sua estrema elasticità. Ciò si è tradotto in un’abilità di “auto-guarigione” in cui qualsiasi foro o incisione nel vetro si chiuderebbe automaticamente.

Ulteriori dettagli dello studio sono disponibili nel documento intitolato ” Vetro emulsionante autorigenerante resistente ai raggi UV come nuovo materiale solido simile al liquido per la stampa 3D “. È co-autore di Ssu-Wei Hu, Pin-Jung Sung, Thao Phuong Nguyen, Yu-Jane Sheng e Heng-Kwong Tsao.

Mentre gli scienziati taiwanesi hanno utilizzato il vetro per facilitare il processo di stampa 3D, alcuni ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti e hanno sviluppato il vetro stampabile 3D. Verso la fine dello scorso anno, un gruppo di scienziati dell’ETH di Zurigo , in Svizzera, ha stampato strutture in vetro 3D utilizzando una resina modificata e una tecnologia di stampa 3D DLP. Le parti in vetro stampato avevano alte risoluzioni spaziali e composizioni chimiche multi-ossido. Altrove, in Canada, i ricercatori dell’Université Laval hanno sviluppato un nuovo metodo di stampa in vetro 3D da utilizzare nei sistemi di ottica laser e infrarossa e nei dispositivi di telecomunicazione.

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