الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية رائعة ومتعددة الاستخدامات ولها تطبيقات لا حصر لها. ومع ذلك، فقد اقتصر استخدامها حتى الآن على شيء واحد فقط، وهو حجم الطابعة ثلاثية الأبعاد.
قد يتغير هذا الوضع قريباً. فقد طور فريق من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو رغوة يمكنها التمدد حتى 40 ضعف حجمها الأصلي.
في التصنيع الحديث، يتمثل أحد القيود المقبولة عمومًا في أن الأجزاء المصنعة باستخدام عمليات التصنيع الإضافية أو الطرحية (مثل المخارط أو المطاحن أو الطابعات ثلاثية الأبعاد) يجب أن تكون أصغر من الآلات نفسها التي تنتجها. يتم تشكيلها أو تثبيتها أو لحامها أو لصقها لتشكيل هياكل أكبر.
لقد طورنا راتنجًا رغويًا من البوليمرات الأولية للتصنيع الإضافي بتقنية الطباعة الحجرية، والذي يمكن أن يتمدد بعد الطباعة لإنتاج أجزاء يصل حجمها إلى 40 ضعف الحجم الأصلي. توجد عدة هياكل لإنتاجها.
في البداية، اختار الفريق مونومرًا ليكون الوحدة الأساسية لراتنج البوليمر: 2-هيدروكسي إيثيل ميثاكريلات. ثم كان عليهم إيجاد التركيز الأمثل للمحفز الضوئي، بالإضافة إلى عامل نفخ مناسب لدمجه مع 2-هيدروكسي إيثيل ميثاكريلات. بعد تجارب عديدة، استقر الفريق على عامل نفخ غير تقليدي يُستخدم عادةً مع البوليمرات القائمة على البوليسترين.
بعد حصولهم أخيرًا على راتنج البوليمر الضوئي النهائي، قام الفريق بطباعة بعض التصاميم البسيطة باستخدام برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ثم سخّنوها إلى 200 درجة مئوية لمدة عشر دقائق. وأظهرت النتائج النهائية أن الهيكل تمدد بنسبة 4000%.
يعتقد الباحثون أن هذه التقنية باتت قابلة للاستخدام في تطبيقات خفيفة الوزن، مثل الأجنحة الهوائية وأجهزة الطفو، بالإضافة إلى تطبيقات في مجالات الطيران والفضاء والطاقة والبناء والطب الحيوي. وقد نُشرت الدراسة في مجلة ACS Applied Materials & Interface.
تاريخ النشر: 19 أبريل 2023