کد خبر : 56588 پنج شنبه 24 فروردین 1396 - 11:59:09
ساخت-اشیا-دارای-قابلیت-تغییر-شکل-با-چاپگرهای-چهاربعدی

چاپگرهای چهاربعدی از راه رسیدند

ساخت اشیا دارای قابلیت تغییر شکل با چاپگرهای چهاربعدی

سیناپرس: تیمی از پژوهشگران سنگاپوری با استفاده از پلیمرهای حافظه دار و ترکیب آن ها با الاستومرهای لاستیک مانند موفق به ساخت اشیای با قابلیت چاپ چهاربعدی و تغییر شکل در محیط مورد نظر شدند.

پژوهشگران به کمک فناوری جدید چاپگرهای چهاربعدی موفق به تهیه ساختارهای ویژه و اشیایی شده اند که می تواند پس از ساخته شدن و قرار گرفتن در محیط های خاص پیش بینی شده، تغییر شکل داده و مورد استفاده قرار گیرد. از این فناوری می توان در تهیه استنت های قلبی (cardiac stents)، کپسول های داروئی و حتی لوازم منزل به شکل بسته بندی مسطح با قابلیت حمل آسان استفاده کرد.

در هنگام مواجه این اشیا با حرارتی معادل 45 درجه؛ پلیمرهای حافظه دار نرم شده و به الاستومرها اجازه می دهند تا به شکل مورد نظر تبدیل شوند. پس از خنک شدن شی، پلیمرهای حافظه دار مجددا سفت شده و اشیا را در همان فرم مورد نظر نگه می دارند.   

در این فناوری ابتدا اشیا مورد نظر به کمک چاپگرهای سه بعدی ساخته شده و سپس این اشیا در زمان مناسب و مورد نظر در شرایط خاص می توانند تغییر شکل داده و به فرم دلخواه درآیند. این شرایط می تواند از طریق نور، حرارت یا رطوبت ایجاد شود. به باور کارشناسان اگرچه روش تولید این اشیا تا حدی دشوار است اما می توان از آن برای ساخت سازه هایی که با محیط اطراف خود تطبیق پیدا می کنند استفاده شود. رایج ترین ماده مورد استفاده در فناوری چاپگرهای چهاربعدی، پلیمرهای دارای حافظه است که به طور عادی برای تهیه آن ها به حداقل 5 مرحله نیاز وجود دارد که به اشیا اجازه تطبیق پذیری می دهد. پیش از ابداع فناوری فوق، هیدروژل ها در این زمینه مورد استفاده قرار داشتند اما این مواد عمدتا بسیار نرم بوده و ساخت سازه های مستحکم به کمک آن ها کار دشواری محسوب می شود.

ژن دینگ (Zhen Ding) استاد دانشگاه فناوری و طراحی در سنگاپور به کمک تیمی از دانشجویان خود موفق به ساخت روشی سریع برای چاپ چهاربعدی اشیا شده است که در آن از یک چاپگر سه بعدی تجاری استفاده شده و این مواد پس از مواجه با منابع حرارتی، تغییر شکل می دهند.

این تیم پژوهشی موفق به ساخت اشیا مختلف و متعددی شده اند که از آن جمله می توان به گل ها و گیاهانی بسیار ظریف که به شکل مسطح بوده و سپس به حالت گل طبیعی درمی آید، یک سازه ستاره ای شکل مسطح که می تواند به شکل گنبد تبدیل شود و یک شبکه توری منظم فشرده که باز شده و امتداد پیدا می کند، اشاره کرد. این اشیا با استفاده از چاپگر های سه بعدی و مواد ویژه ای ساخته شده و در زمان مواجه با حرارت یا سایر عوامل محرک، تغییر شکل می دهند.

ساختار این اشیا از ترکیب لایه های پلمیر حافظه دار و الاستومرهای لاستیک مانند تشکیل می شود که پلیمرهایی با ساختار و خواص ارتجاعی هستند.

در هنگام مواجه این اشیا با حرارتی معادل 45 درجه؛ پلیمرهای حافظه دار نرم شده و به الاستومرها اجازه می دهند تا به شکل مورد نظر تبدیل شوند. پس از خنک شدن شی، پلیمرهای حافظه دار مجددا سفت شده و اشیا را در همان فرم مورد نظر نگه می دارند.   

ژئوف اسپینکس از پژوهشگران دانشگاه ولونگونگ استرالیا در این رابطه اعلام کرد: یکی از محدودیت های این فناوری این است که پس از حرارت دیدن و تغییر شکل شی، این سازه به همان صورت باقی مانده و تغییر نمی کند. این موضوع برای برخی کاربردهای که نیاز به تغییرات برگشت پذیر در آن ها وجود دارد از جمله ماهیچه های مصنوعی روبات ها و پروتز ها مناسب نیست. البته در حال حاضر می توان از این فناوری برای ساخت سازه های ترکیبی و پیچیده به گونه ای استفاده کرد که به راحتی قابل انتقال بوده و پس از نصب در محل می توانند به شکل مورد نظر تبدیل شوند. یکی از کاربردهای مناسب این فناوری، استفاده از آن در استنت های قلبی است که طی آن لوله باریکی وارد رگ های خونی شده و در مناطق دارای خطر مسدود شدن عمل کرده و آن ها را باز می کند. یکی دیگر از کاربردهای این ماده، ساخت کپسول هایی است که در بدن قرار گرفته و در صورت بروز عفونت و افزایش دمای بدن به طور خودکار عمل کرده و داروی مورد نظر را به شخص بیمار ارائه می کنند. این فناوری همچنین می تواند در صنعت مبلمان سازی نیز استفاده شده و خریداران با خرید مبلمان بسته بندی شده کوچک و قابل حمل، ان را به محل مورد نظر خود انتقال داده و سپس با ایجاد حرارت، ان ها را به شکل مورد نظر تبدیل کنند.

منبع: newscientist

ترجمه: احسان محمدحسینی

نظرات شما

[کد امنیتی جدید]