L'impression 3D forte mousse de super-élastique TPU peut résister à 20 000 fois sa propre charge

17 avril 2018, des médias étrangers a été informé qu'une équipe de recherche à l'Université de Concepcion réservoir Cleveland ouvert récemment étudié un groupe intéressant Impression 3D De nouveaux matériaux, qui peuvent avoir de nombreuses applications utiles. Le projet a été développé par le professeur Rigoberto Advincula et Polymer Science et de génie de Qiqi Chen et Peng-Fei Cao ensemble pour achever leurs travaux dans un article intitulé « » Mécaniquement robuste , Ultraelastic hiérarchique en mousse avec des propriétés accordables via les détails de papier d'impression 3D », publié dans la revue Advanced Functional Materials. l'équipe a utilisé une impression de solution visqueuse (VSP) Technologie d'impression 3D (également connu sous le nom d'encre-écriture (DIW)) Crée une mousse super-élastique.

La fonction d'impression directe utilisant des modèles 3D numériques peut générer des structures complexes avec une grande précision, permettant aux ingénieurs de contrôler la porosité à l'échelle microscopique et macroscopique.Cette recherche utilise du polyuréthane, un matériau plastique commun. La structure du matériau est contrôlée à différents niveaux de sorte qu'il est poreux, ce qui améliore considérablement les propriétés requises L'impression 3D offre un niveau de complexité plus élevé dans la structure finale de la mousse par rapport aux méthodes de moulage ou de coulée. .

La technologie d'impression 3D VSP utilise une seringue pour extruder l'encre visqueuse sur une plaque de construction, la mettant en place pour créer une structure 3D couche par couche.Cette technologie d'impression 3D présente des avantages par rapport aux méthodes d'extrusion FDM conventionnelles car elle peut être utilisée plus Types de matériaux pour l'impression: métaux, hydrogels et aérogels, céramiques et thermoplastiques.

L'encre utilisée dans la technologie d'impression 3D est un matériau thixotrope, ce qui signifie qu'elle n'est pas lisse et qu'elle peut être déformée sous contrainte externe.Ces encres sont préparées par un simple procédé en un seul récipient dans lequel des nanoparticules doubles (nanocouche et silice Les nanoparticules sont dispersées dans une suspension de polyuréthane.

Le contrôle précis de la viscosité de l'encre, ainsi que la conception de la seringue, les paramètres d'impression et la conception 3D lui-même, permettent un contrôle optimal de la structure imprimée finale en 3D.Polyuréthane thermoplastique (TPU) est fabriqué avec une structure poreuse graduée. Dans l'étape suivante, lorsque l'objet est immergé dans l'eau, de grands micropores sont créés par le processus de séparation de phase post-impression, les micro-trous les plus petits étant créés par gravure chimique.

Les structures en mousse de TPU résultantes sont légères et présentent une bonne résistance mécanique.Elles présentent également une élasticité sans précédent, plus de 1000 cycles de compression et une excellente solidité, rapidement après avoir été plus de 20 000 fois leur propre poids. Récupération

Les propriétés mécaniques des mousses superélastiques peuvent être ajustées en fonction de l'application pour laquelle elles sont utilisées, de même que leurs propriétés conductrices: en guise de démonstration, une petite éponge en mousse est immergée dans une solution de nanotubes de carbone (CNT) dans l'eau. La résistance des nanotubes de carbone saisit la surface de la mousse TPU Après séchage, la mousse est appliquée sur la carte de circuit imprimé et utilisée comme capteur de résistivité résistive très sensible, ce qui en fait est un interrupteur d'alimentation flexible qui peut le comprimer. Pour activer ou désactiver le circuit.

En plus des dispositifs électroniques flexibles, ces mousses de TPU imprimables imprimables en 3D peuvent être utilisés dans de nombreuses autres applications pour améliorer les polyuréthanes existants, chaussures (par exemple, une impression 3D nouvel entraîneur Balance) siège du véhicule, l'emballage et l'ingénierie tissulaire échafaudage Le mélange d'encre peut également être modifié pour obtenir des effets similaires sur les plastiques autres que le polyuréthane.

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