Pencetakan Co-Cair-Padat Inovatif: Membuat Sistem 3D Fungsional Penuh dengan Metode Baru University of Colorado
Professor Robert MacCurdy dan timnya di University of Colorado at Boulder telah mengembangkan dan mengkarakterisasi metode untuk mencetak struktur 3D dengan penggunaan bersamaan berbagai materi, termasuk cair dan padat, untuk menghasilkan sistem fungsional lengkap, bukan hanya komponen individual.
Tech Briefs: Apa yang memulai Anda pada proyek ini?
Professor Robert MacCurdy: Latar belakang saya ada di robotika, dan saya sangat bersemangat pada awal pekerjaan Ph.D saya, dalam mencoba memikirkan cara kita dapat mengotomatisasi desain dan pembuatan robot — itu masih motivasi pusat dari pekerjaan saya.
Tujuan saya adalah mengembangkan alat yang memungkinkan desainer manusia untuk sangat cepat merespon kebutuhan baru dan sangat cepat merancang, dan kemudian memproduksi robot untuk kebutuhan tersebut.
Tech Briefs: Bisakah Anda memberi tahu kami lebih banyak tentang proses?
MacCurdy: Biasanya, semua tintakan inkjet dijatuhkan sebagai cair dan kemudian mereka diekspos ke panas atau cahaya dan bertransisi menjadi padat. Tetapi jika kita juga menyertakan materi yang secara permanen tetap cair, kita dapat menggunakan cair sebagai bahan pendukung.
Kami memiliki tiga skenario berbeda, berdasarkan dua materi yang dipertimbangkan. Jika salah satu materi lebih apung dari yang lain, mereka akan terpisah seperti air dan minyak. Jika ada perbedaan tegangan permukaan antara dua materi, titik di atas, yang sebaliknya akan jatuh melalui yang bawah, akan dipelihara di antarmuka oleh tegangan permukaannya.
Dan akhirnya, bahkan jika densitasnya salah, dan bahkan jika tegangan permukaannya salah, jika Anda dapat memfotopolimerisasi dengan cukup cepat sehingga bertransisi dari cair menjadi padat saat masih di permukaan dan Anda memiliki titik lain yang berseberangan, mereka juga memfotopolimerisasi. Kemudian Anda dapat secara potensial menciptakan struktur fisik yang akan terkunci di tempat dan tidak akan terus tenggelam melalui cair.
Itu memungkinkan kami untuk mencetak struktur, misalnya, spiral, yang akan mustahil dibersihkan menggunakan bahan pendukung yang ada. Metode inkjet memerlukan bahan pendukung tetapi akhirnya Anda harus menghapusnya.
Namun, bahan pendukung yang ada cukup sulit untuk dihapus dari saluran dalam jenis struktur spiral dan kapiler yang rumit yang kami ciptakan di lab kami. Dalam metode kami, karena bahan pendukung begitu rendah viskositasnya, ia mudah mengalir keluar dari semua saluran dengan sedikit aliran fluida.
Kami mencetak padat dan cair pada waktu yang sama. Jadi, semuanya siap digunakan segera setelah Anda mencuci bahan pendukung.
Tech Briefs: Apakah apa yang Anda kerjakan ini adalah sejenis baut dan sekrup dasar yang dapat digunakan untuk membangun sesuatu di masa depan?
MacCurdy: Betul — kita ingin menambahkan lebih banyak cat ke palet pelukis. Dan cair adalah yang penting karena ia menyampaikan keuntungan yang tidak akan dihadirkan dengan hanya menambahkan warna padat yang berbeda.
Kami akan terus dengan tema robot tetapi menjelajahi dan memperluas berbagai jenis struktur yang dapat kita buat.
Versi yang diedit dari wawancara ini muncul di edisi Juni 2022 Tech Briefs.
