Технология гибридной 3D-печати позволяет создавать объекты, заполненные жидкостью

Обычно, если необходимо создать объект с жидкостью, напечатанный на 3D-принтере, нужно ввести жидкость после того, как объект был напечатан. Однако новый процесс позволяет печатать такие элементы за один шаг — и эта технология может иметь несколько ценных приложений.

Этот метод был разработан командой исследователей из немецкого университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге под руководством профессора Вольфганга Биндера и исследователя Харальда Руппа.

В нем используется уникальная система, включающая две головки для 3D-печати: одна создает объекты путем экструзии последовательных слоев расплавленного полимера, а другая (печатающая головка для струйной печати) наносит крошечные капли жидкости.

Процесс начинается с того, что головка экструдера используется для печати твердой полимерной основы, поверх которой печатается решетчатая сетка в форме вафли, состоящая из перекрещивающихся полимерных нитей.

Затем струйная головка наносит капли жидкости в каждый из промежутков внутри этой сетки. Затем головка экструдера возвращается в действие, печатая твердый колпачок поверх решетки, запечатывая жидкость внутри.

В ходе одной демонстрации того, как можно использовать эту технологию, ученые напечатали капсулы, которые были сделаны из биоразлагаемого полимера и заполнены «активным жидким веществом».

Даже после воздействия высокой температуры процесса печати жидкость сохраняла свои активные качества — это говорит о том, что систему можно использовать для производства капсул, которые медленно высвобождают лекарство в организме.

В другой демонстрации светящаяся жидкость была запечатана внутри пластикового материала. Когда этот материал впоследствии подвергся напряжению до предела, жидкость вылилась наружу, что явно указывало на то, что произошло повреждение. Такой материал в конечном итоге может быть встроен в ключевые зоны самолетов или автомобилей, что даст предупреждение о том, что эти зоны могут подвергаться слишком сильным механическим нагрузкам.

Есть надежда, что после дальнейшего развития технология 3D-печать также может быть использована для создания самовосстанавливающихся материалов или даже компонентов батарей.

«Будущее за более сложными методами, сочетающими несколько этапов производства», — говорит профессор Биндер. «Вот почему мы искали способ интегрировать жидкости непосредственно в материал в процессе печати».

Исследование описано в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials Technologies.