Ny proces kan styrke 3-D-printede materialer med 200 procent

Styrken af ​​3-D-printede produkter kan forbedres gennem en ny teknik udviklet af forskere ved UT og Oak Ridge National Laboratory.

Den nye proces, som bruger UV-bestråling, kunne styrke bindinger af 3-D-printede materialer til at modstå 200 procent mere tværgående belastning, ifølge en undersøgelse offentliggjort i Makromolekyler .

Fused Deposition Modeling (FDM) er en populær teknik i fremstillingsindustrien og bruges regelmæssigt til udskrivning af prototyper, forme til industrielle processer, og skræddersyede dele på tværs af mange industriområder. I FDM, et filament føres gennem en opvarmet dyse og aflejres lag for lag for at skabe en struktur.

"Der er omkring et halvt dusin metoder til 3-D-print, og mangel på lagvedhæftning er et problem i dem alle. Det betyder, at mange af disse materialer er skøre, så de kan ikke klare meget belastning, før de går i stykker, " sagde medforfatter Mark Dadmun, professor i kemi ved UT og et ORNL-UT fælles fakultetsmedlem.

Dadmun og hans team blev interesseret i dette problem, da en 3-D-printet bil blev produceret på ORNL. "Selvom dette var en fantastisk præstation, disse biler kan faktisk ikke køres, fordi de har svagheder. Hvis der nogensinde var et styrt, disse biler ville splintre."

Disse svagheder er resultatet af dårlig lagvedhæftning på grund af den omfangsrige natur og minimeret interaktion mellem polymerkæder mellem lag. Men Dadmun havde en idé til at løse dette problem.

"Vi fandt ud af, at at lave kemiske bindinger på tværs af lagene af trykt produkt ville styrke varen, fordi molekylerne nu er bundet sammen i stedet for at være i lag, hvor molekylerne bare flyder ved siden af ​​hinanden, " sagde Dadmun.

I den nye proces, kemiske bindinger dannes, når der påføres et UV-lys under udskrivning. UV starter en reaktion, der binder trykmaterialet, overvinde problemet og skabe stærkere materialer. Metoden er let implementeret og tilbyder forbedringer i FDM for flere materialer.

Dadmun og hans kolleger arbejder nu på at udvide denne metode til andre materialer.

"Ultimativt, vi ønsker at tage 3-D-print fra en producentteknologi til en produktionsteknologi, " sagde Dadmun.