طور الباحثون فوهات قابلة للتشوه يمكنها التحكم في اتجاه الألياف في الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد

يمكن استخدام دمج الألياف في الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد لزيادة الموصلية أو القوة الإضافية لهذه الكائنات. الآن ، طور المهندسون فوهة طباعة قابلة للتشوه لتغيير اتجاه هذه الألياف أثناء عملية الطباعة. بشكل عام ، يتم خلط الألياف القصيرة للمواد الوظيفية مثل الكربون ببساطة في وسط الطباعة ثم يتم بثقها معًا. لذلك ، ينتهي بهم الأمر عادةً في فوضى عشوائية فيما يتعلق ببعضهم البعض. هذا ممكن لبعض التطبيقات ، لكنه غير ممكن للتطبيقات الأخرى.

من أجل إيجاد بديل بمزيد من التحكم ، استخدم المهندسون في جامعة ماريلاند" ؛ طباعة PolyJet" ؛ عملية لإنشاء نموذج أولي لفوهة الطباعة مع مشغل قابل للنفخ على جانب الفوهة. من خلال سحب الهواء للداخل والخارج بشكل انتقائي ، يتغير شكل الفوهة ، ويغير اتجاه الألياف في وسيط الطباعة الفردي الذي ينبثق باستمرار.

في اختبار الجهاز ، تمت طباعة الهيكل باستخدام هيدروجيل يحتوي على ألياف كربونية دقيقة. في بعض المناطق ، يتسبب الاتجاه العشوائي نسبيًا للألياف في انتفاخ المادة بالتساوي في جميع الاتجاهات عندما تمتص الماء. في مناطق أخرى ، يكون اتجاه الألياف ثابتًا نسبيًا ، مما يتسبب في تمدد المادة في اتجاه واحد.

يمكن لهذه التقنية أن تجد مكانها في مجال يسمى" ؛ الطباعة رباعية الأبعاد" ؛ ، حيث تغير الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد شكلها استجابة للمحفزات الخارجية. يمكن استخدامه أيضًا مع الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد التقليدية التي لها خصائص مرنة أو حرارية أو مغناطيسية أو كهربائية مختلفة في مناطق مختلفة.

GG quot ؛ من خلال تزويد الباحثين بطريقة يسهل الوصول إليها للطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد المركبة المليئة بالألياف والتحكم في اتجاه الألياف حسب الحاجة ، وبالتالي التحكم في أدائها النهائي ، يفتح هذا العمل الباب أمام تطبيقات جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم خصائص المواد الفريدة هذه و الوظائف الفريدة التي يحققونها ،" ؛ قال ريان سوكول ، الأستاذ المشارك الذي شارك في هذا البحث.

نُشرت مؤخرًا ورقة بحثية حول هذا البحث بقيادة كونور أرمسترونج في مجلة Advanced Materials Technology.