A fotopolarização VAT é um tipo de impressão 3D que transforma a resina líquida reacionária à luz em um recipiente e depois transforma certas áreas, incluindo laser ou luz ultravioleta, para criar uma forma. No entanto, uma vez que este método só funciona com polímeros sensíveis à luz, a sua utilização prática é limitada.
Alguns pesquisadores desenvolveram esses polímeros impressos em materiais fortes como metal e cerâmica, mas Darrill Yeh, que liderou o laboratório de química de materiais na Escola de Engenharia da EPFL, disse que este método apresenta erros graves. “Esses materiais tendem a ser perfurados, o que reduz significativamente sua energia e as peças sofrem encolhimento excessivo, causando aquecimento”, disse.
Para resolver esses tópicos, YE e sua equipe introduziram um novo método descrito em seu artigo publicado Materiais desenvolvidosEm vez de apertar uma resina misturada com compostos metálicos, os pesquisadores primeiro imprimem uma estrutura usando um gel comum à base de água conhecido como hidrogel. Eles então embebem essa estrutura “em branco” em lóbulos de metal, que são quimicamente convertidos em minúsculas nanopartículas de metal espalhadas pelo gel. Este processo permite criar compósitos com materiais metálicos de altíssima qualidade para serem repetidos várias vezes.
Após 5-10 deste “ciclo de crescimento”, o hidrogel restante é removido através do aquecimento, atrás de um objeto cúbico de metal ou cerâmica que corresponda ao tamanho do gel impresso original. Como o sal metálico só é adicionado após a impressão, o mesmo modelo de hidrogel pode ser usado para fazer diferentes materiais metálicos, cerâmicos ou combinados.
“Nosso trabalho não apenas permite a produção de tecidos metálicos e cerâmicos de alta qualidade com um processo de impressão 3D de baixo custo; também destaca um novo exemplo de fabricação aditiva, onde a seleção do material ocorre após a impressão 3D, em vez da impressão 3D.”
Alvos de arquitetura 3D aprimorados
Para seus estudos, a equipe fabrica complexos melodos matemáticos chamados ferro, prata e cobre, mostrando a capacidade de produzir estruturas fortes, porém complexas, de sua técnica. Para testar a energia de seus materiais, eles usam um dispositivo chamado Máquina de Teste Universal para aplicar pressão crescente nos Gueroids.
O estudante de doutorado e primeiro autor Yiming GI disse: “Nossos materiais podem suportar 20 vezes mais estresse do que os produzidos com métodos anteriores, enquanto apenas 20% encolhem contra 60-90%.”
Os cientistas dizem que sua técnica é especialmente interessante para a arquitetura 3D aprimorada, que deve ser semelhante à de dispositivos fortes, leves e complexos, como sensores, dispositivos biomédicos ou dispositivos para armazenar e armazenar. Por exemplo, os catalisadores metálicos são essenciais para permitir reações de conversão de energia química em eletricidade. Outras aplicações podem incluir metal regional de alto nível com recursos avançados de resfriamento para tecnologia de energia.
Olhando para o futuro, a equipa está a trabalhar para melhorar o seu processo para facilitar a adoção pela indústria, especialmente aumentando a concentração dos seus materiais. Outro objetivo de velocidade: a repetição das etapas de infusão, necessárias para produzir materiais resistentes, torna o procedimento mais oportuno do que outras técnicas de impressão 3D para converter polímeros em metais. “Já estamos trabalhando para que o tempo total de processamento usando um robô seja automático”, disse Yeh. “
