Изследователите разработват деформируеми дюзи, които могат да контролират посоката на влакната в 3D печатни обекти

Вграждането на влакна в 3D печатни обекти може да се използва за увеличаване на проводимостта или допълнителната сила на тези обекти. Сега, инженерите са разработили деформируема дюза за печат, за да променят посоката на тези влакна по време на процеса на печат. Обикновено, къси влакна от функционални материали като въглерод просто се смесват в печатната среда и след това се екструдират заедно. Следователно, те обикновено се вършат в случайна бъркотия по отношение един на друг. Това е възможно за някои приложения, но не е възможно за други приложения.

За да се намери алтернатива с повече контрол, инженерите в Университета в Мериленд използват процеса "PolyJet печат" за създаване на прототипна дюза за печат с надуваем изпълнителен механизъм отстрани на дюзата. Чрез селективно изтегляне на въздух в и навън, формата на дюзата се променя, променя посоката на влакното в единична печатна среда, че тя непрекъснато екструзия.

При изпитването на устройството, структурата е отпечатана с хидрогел, съдържащ въглеродни микрофибъри. В някои области сравнително произволната ориентация на влакната кара материала да набъбне еднакво във всички посоки, когато абсорбира водата. В други области посоката на влакната е относително последователна, което води до разширяване на материала в една посока.

Тази технология може да намери своето място в поле, наречено "4D печат", в което 3D печатните обекти променят формата си в отговор на външни стимули. Може да се използва и за по-традиционни 3D печатни обекти, които имат различни еластични, термични, магнитни или електрически свойства в различни области.

"Чрез предоставяне на изследователи с достъпни метод за 3D печат fiber напълнени композитни материали и контрол на тяхната влакнеста ориентация, както е необходимо, като по този начин контролира крайната им производителност, тази работа отваря вратата към нови приложения на 3D печат, които използват тези уникални материални свойства и уникалните функции, те постигат," каза Райън Сохол, професор, който участва в това изследване.

Наскоро бе публикуван документ за това изследване, воден от Конър Армстронг в списанието Advanced Materials Technology.