Forskere udvikler en ny kombineret proces til 3D-print

Kemikere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) har udviklet en måde at integrere væsker direkte i materialer under 3-D printprocessen. Dette tillader, for eksempel, aktive medicinske midler, der skal inkorporeres i farmaceutiske produkter eller lysende væsker, der skal integreres i materialer som muliggør overvågning af skader. Undersøgelsen blev offentliggjort i Avancerede materialeteknologier .

3-D-print er nu meget brugt til en række applikationer. Generelt, imidlertid, metoden er begrænset til materialer, der bliver flydende gennem varme og bliver faste efter trykning. Hvis det færdige produkt skal indeholde flydende komponenter, disse tilføjes normalt efterfølgende. Dette er tidskrævende og dyrt. "Fremtiden ligger i mere komplekse metoder, der kombinerer flere produktionstrin, " siger professor Wolfgang Binder fra Institut for Kemi ved MLU. "Derfor ledte vi efter en måde at integrere væsker direkte i materialet under trykprocessen."

Til denne bestræbelse, Binder og hans kollega Harald Rupp kombinerede almindelige 3-D printprocesser med traditionelle printmetoder som dem, der bruges i inkjet- eller laserprintere. Væsker tilsættes dråbevis på det ønskede sted under ekstruderingen af ​​grundmaterialet. Dette gør det muligt at integrere dem direkte og i materialet på en målrettet måde.

Kemikerne har kunnet vise, at deres metode virker gennem to eksempler. Først, de integrerede et aktivt flydende stof i et bionedbrydeligt materiale. "Vi var i stand til at bevise, at den aktive ingrediens ikke blev påvirket af trykprocessen og forblev aktiv, " forklarer Binder. I den farmaceutiske industri, sådanne materialer bruges som lægemiddeldepoter, som langsomt kan nedbrydes af kroppen. De kan bruges efter operationer, for eksempel, for at forhindre betændelse. Denne nye proces kunne lette deres produktion.

For det andet forskerne integrerede en lysende væske i et plastmateriale. Når materialet bliver beskadiget, væsken siver ud og angiver, hvor skaden er sket. "Du kan prægge sådan noget i en lille del af et produkt, der er udsat for særlig høje stressniveauer, "siger Binder. F.eks. i dele af biler eller fly, der er under stor belastning. Ifølge Binder, skader på plastmaterialer har hidtil været svære at opdage - i modsætning til skader på metaller, hvor røntgenstråler kan afsløre mikrorevner. Den nye tilgang kan derfor øge sikkerheden.

Den kombinerede proces er også tænkelig for mange andre anvendelsesområder, siger kemikeren. Holdet planlægger snart at bruge metoden til at printe dele af batterier. "Større mængder kan ikke produceres i laboratoriet med vores opsætning, " forklarer Binder. For at producere industrielle mængder, processen skal videreudvikles uden for universitetet.