چاپ سه بعدی فلز در هوا

|
۰ دیدگاه
new

چاپ سه بعدی و بازپخت لیزری جوهرهای فلزی رسانای بدون مواد پشتیبان می تواند منجر به تهیه دستگاه های زیست پزشکی و الکترونیکی سفارشی شود.

به گزارش کلیک، تقاضای روزافزون برای دستگاه های زیست پزشکی و آنتن ها، سنسورها و وسایل الکترونیکی پوشیدنی و انعطاف پذیر، باعث شد تا تیمی در موسسه مهندسی زیستی ویس دانشگاه هاروارد و دانشکده مهندسی و علوم کاربردی پولسون (SEAS) برای یک روش تأثیرگذار جدید به منظور پرینت سازه های فلزی پیچیده، نوآوری به خرج بدهند – به طوری که این سازه ها به ظاهر در هوا معلق به نظر برسند.

همانطور که در ۱۶ می ۲۰۱۶ در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم به صورت آنلاین گزارش شد، این روش رایت جوهر مستقیم با کمک لیزر ، اجازه می دهد تا ساختارهای سه بعدی ساده و فلزی میکروسکوپی در یک مرحله و بدون مواد پشتیبان کمکی پرینت شود. این تحقیق توسط عضو محوری دانشکده ویس یعنی جنیفر لویس که استاد مهندسی زیستی در SEAS نیز می باشد، رهبری می شد.

لویس گفت: من واقعا در مورد پیشرفت اخیر آزمایشگاه شگفت زده شدم، که اجازه می دهد پرینت یک بعدی تا سه بعدی و بازپخت سازه های پیچیده و الکترودهای فلزی انعطاف پذیر ” در هوا” صورت بگیرد.

تیم لویس از یک جوهر متشکل از نانوذرات نقره استفاده کرده و آن را از طریق یک نازل پرینت می فرستد و سپس با استفاده از یک لیزر دقیق برنامه ریزی شده که فقط مقدار مناسبی از انرژی را برای انجماد جوهر، اعمال می کند، بازپخت صورت می گیرد. نازل پرینت در امتداد محورهای x و y و z حرکت می کند و با یک مرحله پرینت چرخان ترکیب می شود تا انحنای بی شکل را ممکن سازد. با این روش و به این ترتیب، شکل های نیم کره کوچک، نقوش مارپیچی و حتی یک پروانه ساخته شده از سیم های نقره ای کمتر از عرض یک تار مو، می تواند در فضای آزاد و در عرض چند ثانیه پرینت شود. سیم های پرینت شده، رسانایی الکتریکی عالی را نشان می دهد که تقریبا منطبق با حجم خود نقره است.

new

اگر این روش را با روش های پرینت سه بعدی معمولی مورد استفاده برای ساخت سازه های فلزی رسانا مقایسه کنیم، روش رایت جوهر مستقیم با کمک لیزر، نه تنها در قابلیت تولید الگوهای سیمی پیچیده و منحنی خطی در یک مرحله، برتری دارد، بلکه برتری آن در این موضوع که حرارت لیزر موضعی باعث می شود تا سیم های نقره رسانای الکتریکی به طور مستقیم و بر روی لایه های پلاستیک کم هزینه پرینت شود، نیز به چشم می خورد.

بر اساس نظر نویسنده اول این مطالعه، استاد فوق دکترای موسسه ویس یعنی مارک اسکایلار-اسکات، چالش برانگیزترین جنبه برای به حد اعلا رساندن این روش، بهینه سازی فاصله جدایی نازل – تا – لیزر می باشد.

اسکایلار اسکات گفت: در صورتی که لیزر در حین پرینت، بیش از اندازه به نازل نزدیک شود، حرارت به سمت بالا هدایت می شود که نازل را جوهر جامد مسدود می کند. برای رفع این موضوع، ما یک مدل انتقال حرارت را تعبیه کردیم که مسئول توزیع حرارت در امتداد یک الگوی سیم نقره معین می باشد، و به ما اجازه می دهد تا سرعت چاپ و فاصله بین نازل و لیزر را تعدیل کنیم و فرآیند بازپخت لیزر “در هوا” را به زیبایی کنترل کنیم.

نتیجه اینکه، این روش نه تنها می تواند منحنی ها و مارپیچ های فراگیری را تولید کند، بلکه ساختن پیچ های زاویه ای تند و تغییرات جهتی رایت شده در فاصله های هوایی باریک با جوهرهای نقره، در آینده ی نزدیک کاربردهای بالقوه بی حد و حصر جدیدی را در دستگاه های زیست پزشکی و الکترونیکی که متکی به سازه های فلزی سفارشی هستند، ایجاد خواهد کرد.

مدیر موسسه ویس، دونالد اینگبر که استاد زیست شناسی عروقی در دانشکده پزشکی هاروارد و طرح زیست شناسی عروق در بیمارستان اطفال بوستون و هم چنین استاد مهندسی زیستی در SEAS می باشدگفت: این کاربرد پیشرفته از فناوری لیزر برای ارتقاء قابلیت های پرینت سه بعدی، نه تنها الهام بخش انواع جدیدی از محصولات خواهد بود، بلکه از مرز ساخت بی شکل جامدات فراتر رفته و به یک قلمرو جدید و هیجان انگیز پا خواهد گذاشت و یک بار دیگر ثابت خواهد کرد که می توان به وسیله نوآوری بر محدودیت های طراحی پذیرفته شده قبلی غلبه کرد.

علاوه بر لویس و اسکایلار اسکات، سومان گوناسکاران نیز از همکاران این مطالعه می باشد. گوناسکاران از دانشجویان دوره لیسانس است که شیمی و فیزیک را در SEAS مطالعه می کند.

منبع:sciencedaily

 

 

0 پسندیده شده
هدی زارعی.کارشناس ارشد زبان انگلیسی. علاقه مند به فناوری های پزشکی و بیولوژیکی.
از این نویسنده

بدون دیدگاه

جهت ارسال پیام و دیدگاه خود از طریق فرم زیر اقدام و موارد زیر را رعایت نمایید:
  • پر کردن موارد الزامی که با ستاره قرمز مشخص شده است اجباری است.
  • در صورتی که سوالی را در بخش دیدگاه مطرح کرده باشید در اولین فرصت به آن پاسخ داده خواهد شد.