Percetakan 3D menggunakan… air menjadikan logam 20 kali lebih kuat.

Saintis Switzerland telah membangunkan teknik percetakan 3D baharu yang menggunakan gel berasaskan air untuk 'menumbuhkan' bahan logam dan seramik, menghasilkan produk yang 20 kali lebih tahan lama daripada kaedah tradisional.

Tanpa memerlukan serbuk plastik atau logam, saintis Switzerland sedang "menumbuhkan" logam daripada gel air – satu kejayaan yang boleh merevolusikan keseluruhan industri percetakan 3D. - Foto: EPEL

Para saintis di Sekolah Politeknik Persekutuan Lausanne (EPFL, Switzerland) baru sahaja mengumumkan satu kejayaan dalam teknologi percetakan 3D: daripada mencetak logam dengan cara tradisional, mereka telah membangunkan kaedah "penanaman" bahan daripada hidrogel – gel berasaskan air biasa – untuk menghasilkan struktur logam dan seramik dengan ketumpatan tinggi dan kekuatan mekanikal 20 kali ganda lebih besar daripada teknik sebelumnya.

Menurut pasukan penyelidikan, kaedah fotopolimerisasi 3D pada masa ini hanya berfungsi dengan plastik fotosensitif, sekali gus mengehadkan aplikasinya. Percubaan sebelum ini untuk mengubah plastik bercetak 3D kepada logam atau seramik telah menghadapi masalah dengan keliangan dan pengecutan, mengakibatkan produk yang cacat dan kurang tahan lama.

Pasukan Daryl Yee, ketua Makmal Kimia Bahan dan Pembuatan (EPFL), telah menemui pendekatan baharu: daripada mencampurkan sebatian logam ke dalam plastik terlebih dahulu, mereka mencetak rangka hidrogel 3D terlebih dahulu, kemudian berulang kali merendam rangka ini dalam larutan garam logam. Semasa proses ini, ion logam diubah menjadi nanopartikel yang diagihkan secara sama rata ke seluruh rangka gel.

Selepas 5–10 kitaran, matriks hidrogel disingkirkan melalui pemanasan, meninggalkan objek logam atau seramik pepejal yang mengekalkan bentuk cetakan asal. Oleh kerana garam logam hanya ditambah selepas dicetak, matriks hidrogel yang sama boleh digunakan untuk mencipta pelbagai jenis bahan: daripada besi, perak dan tembaga hingga seramik atau komposit.

"Kerja kami bukan sahaja membolehkan penghasilan logam dan seramik berkualiti tinggi menggunakan proses percetakan 3D yang mudah dan berkos rendah, tetapi juga membuka cara berfikir baharu: memilih bahan selepas percetakan 3D, bukan sebelum ini," kata Yee.

Dalam kajian ini, pasukan tersebut telah mereka bentuk struktur geometri kompleks yang dipanggil giroid menggunakan besi, perak dan tembaga untuk ujian. Keputusan menunjukkan bahawa sampel tersebut dapat menahan daya mampatan 20 kali ganda lebih besar daripada bahan yang dibuat dengan teknik lama, sementara hanya mengecut kira-kira 20% (berbanding 60-90% sebelumnya).

Kajian ini menjanjikan potensi yang besar untuk fabrikasi struktur 3D canggih yang ringan dan tahan lama, yang digunakan untuk penghasilan sensor, peranti bioperubatan atau sistem penukaran dan penyimpanan tenaga. Logam dengan luas permukaan yang besar yang dihasilkan melalui kaedah ini juga boleh digunakan sebagai pemangkin atau penyerap haba yang cekap dalam teknologi tenaga.

Pasukan EPFL menyatakan bahawa mereka terus memperhalusi proses tersebut agar sesuai dengan pengeluaran perindustrian, terutamanya dengan meningkatkan ketumpatan bahan dan memendekkan masa pemprosesan. Encik Yee mendedahkan, "Kami sedang membangunkan robot untuk mengautomasikan keseluruhan proses, sekali gus mengurangkan keseluruhan masa pembuatan dengan ketara."

Kembali ke topik

VNA

Sumber: https://tuoitre.vn/in-3d-bang-nuoc-giup-kim-loai-ben-gap-20-lan-20251019154932113.htm