Ymchwilwyr datblygu Nozzau Diffi nadwy sy'n Gallu Rheoli Cyfeiriad Fibers Mewn Gwrthrychau Printiedig 3D

Gellir defnyddio ffibrau mewn gwrthrychau printiedig 3D i gynyddu dargludedd neu gryfder ychwanegol y gwrthrychau hyn. Erbyn hyn, mae peirianwyr wedi datblygu swl argraffu diffi niad i newid cyfeiriad y ffibrau hyn yn ystod y broses argraffu. Yn gyffredinol, mae ffibr byr o ddeunyddiau swyddogaethol fel carbon yn cael eu cymysgu i'r cyfrwng argraffu ac yna'n eithafol gyda'i gilydd. Felly, maent fel arfer yn dod i ben mewn llanastr ar hap mewn perthynas â'i gilydd. Mae hyn yn bosibl ar gyfer rhai ceisiadau, ond nid yw'n ymarferol ar gyfer ceisiadau eraill.

Er mwyn dod o hyd i ddewis arall gyda mwy o reolaeth, defnyddiodd y peirianwyr ym Mhrifysgol Maryland y broses "argraffu PolyJet" i greu nozzle argraffu prototeip gydag actisydd anhyatal ar ochr y nozzle. Drwy dynnu aer i mewn ac allan yn ddetholus, siâp y newidiadau swl, gan newid cyfeiriad y ffibr yn y cyfrwng argraffu sengl y mae'n ei eithafion yn barhaus.

Wrth brofi'r ddyfais, argraffwyd y strwythur gyda hydrogel yn cynnwys microffibrau carbon. Mewn rhai ardaloedd, mae gogwydd cymharol hap y ffibr yn achosi i'r deunydd chwyddo'n gyfartal i bob cyfeiriad pan fydd yn amsugno dŵr. Mewn ardaloedd eraill, mae'r cyfeiriad ffibr yn gymharol gyson, gan achosi i'r deunydd ehangu i un cyfeiriad.

Gall y dechnoleg hon ddod o hyd i'w lle mewn maes o'i enw "argraffu 4D", lle mae gwrthrychau printiedig 3D yn newid eu siâp mewn ymateb i symbyliadau allanol. Gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer gwrthrychau printiedig 3D mwy traddodiadol sydd â gwahanol briodweddau elastig, thermol, magnetig neu drydanol mewn gwahanol ardaloedd.

"Drwy roi dull hygyrch i ymchwilwyr argraffu deunyddiau cyfansawdd wedi'u llenwi â ffibr a rheoli eu cyfeiriadedd ffibr yn ôl yr angen, gan reoli eu perfformiad terfynol, mae'r gwaith hwn yn agor y drws i gymwysiadau newydd o argraffu 3D sy'n defnyddio'r eiddo materol unigryw hyn a'r swyddogaethau unigryw y maent yn eu cyflawni," meddai Ryan Sochol, athro cyswllt a gymerodd ran yn yr ymchwil hon.

Cyhoeddwyd papur ar yr ymchwil hwn dan arweiniad Connor Armstrong yn ddiweddar yn y cyfnodolyn Advanced Materials Technology.