25 lipca 2024

 

Wielomateriałowy filament do druku 3D głowica

Badacze z Uniwersytetu Harvarda opracowali metodę wielomateriałowego druku 3D przy pomocy filamentu o helikalnym splocie. Ich badania były zainspirowane helikalnymi strukturami ze świata przyrody i biologii. Dzięki odpowiedniemu programowaniu konfiguracji filamentu, prezentowana technika druku przestrzennego umożliwia uzyskiwanie wielomateriałowych wyrobów o zróżnicowanej strukturze przestrzennej i parametrach dostosowanych na potrzeby konkretnego zastosowania.

Metoda wielomateriałowego druku 3D opiera się na specjalnie zaprojektowanej głowicy drukującej, wykorzystującej cztery dozowniki materiału w formie tuszu. Każdy dozownik może zawierać inne tworzywo. Materiały z dozowników są symultanicznie wprowadzane do specjalnej, obrotowej dyszy. Odpowiednie zestrojenie obrotów dyszy z ruchem posuwowym głowicy drukującej pozwala uzyskać żądaną strukturę splotu aplikowanego filamentu.

Wielomateriałowy filament do druku 3D

Przy użyciu takiej aparatury powstały wydruki testowe, demonstrujące potencjał zastosowania powyższej metody w budowie miękkich robotów. Wśród wydrukowanych próbek były sztuczne mięśnie otrzymane dzięki kombinacji dielektrycznego elastomeru, kurczącego się pod wpływem prądu elektrycznego z przewodzącą elektrodą. Wydrukowano także struktury sieciowe (lattice), złożone ze sztywnych helikalnych sprężyn w elastycznej osnowie. Regulacja parametrów druku umożliwia druk helikalnych sprężyn o różnym skoku, co pozwala na konfigurację sztywności całej struktury, która może być wykorzystywana do budowy elementów zawiasowych w miękkich robotach.

Trwają pracę nad dalszym rozwojem prezentowanej metody. W nowej konfiguracji możliwe ma być uzyskiwanie bardziej złożonych struktur przestrzennych, zróżnicowanych pod kątem większej liczby parametrów.

seas.harvard.edu