В отличие от традиционной 3D-печати, в которой материал наносится слой за слоем в воздушной среде, погружной метод наносит материал в поддерживающей среде, например, в гидрогеле. При печати в воздухе модели должны быть ориентированы так, чтобы каждый слой поддерживал последующий, или нужно печатать специальные опорные конструкции, которые потом придется удалять. Печать в геле позволяет поддерживать сложную форму материала без дополнительных элементов. Более того, после застывания изделия гель можно использовать повторно.
Однако создавать тонкие детали методом погружной печати прежде было сложно. Нити диаметром менее 16 мкм рвутся прежде, чем застынут, из-за поверхностного натяжения. Ученые из Университета Иллинойса решили найти способ обойти эту проблему и печатать волокна не толще паутины. Они использовали метод замены растворителя, модифицировали гель и чернила, чтобы они застывали сразу, как только попадают в гель. Нити почти моментально становятся твердыми и перестают рваться.
Благодаря такому подходу толщину нитей получилось снизить до 1,5 мкм, сообщает Science Daily. А эксперименты с параллельной печатью отрывают путь к быстрому производству тончайших волокон.
«Значимость этого метода в возможности получения разнообразной геометрии волокон без необходимости преодолевать силу гравитации столь тонких и гибких волосков, — сказал профессор Самех Тавфик, один из исследователей. — Это позволяет нам изготавливать сложные трехмерные волоски малого диаметра при помощи сверхточного 3D-принтера».
Новая технология закладывает основу для промышленного получения микроволокнистых структур с уникальными свойствами, а также позволяет перейти к исследованию сложного механического поведения неньютоновских жидкостей.
Японские ученые решили одну из проблем аддитивной печати по металлу — формирование хрупких интерметаллических соединений в сплавах стали и алюминия. Их открытие позволит изготавливать уникальные детали сложной формы с минимумом отходов, не жертвуя при этом прочностью. Технология может оказаться полезной в автомобилестроении.
