Um novo método de impressão 3D em microescala apresenta mistura de resina in-situ, entrega e troca, e um sistema de limpeza de material robótico para permitir a troca entre materiais de módulos diferentes, ou flexibilidade, sem contaminação cruzada entre propriedades.

O método, chamado de manufatura aditiva programável multimaterial com entrega de resina integrada, é destaque no jornal Relatórios Científicos . A tecnologia pode ser útil em várias aplicações, incluindo estruturas de asas de aeronaves, Revestimentos protectores, absorção de energia, atuação, armadura flexível, músculos artificiais, e microrobóticos.

Xiaoyu "Rayne" Zheng, professor assistente de engenharia mecânica na Faculdade de Engenharia e membro do Instituto de Inovação de Macromoléculas, disse que o sistema de fabricação em microescala pode ser ampliado para níveis centimétricos e acima.

“Usamos essa nova técnica para criar materiais com rigidez programada, "disse Zheng." Basicamente, você pode programar onde o módulo é distribuído em 3-D. Com essa programação, podemos alcançar a capacidade de metamorfose - esticar e deformar em diferentes direções. "

Com material normal, esticar em uma direção fará com que o material encolha na direção oposta. O novo processo patenteado e design permitem que os designers criem distribuições de módulo muito específicas dentro de uma construção para permitir a transformação programada - onde a expansão ou encolhimento programado pode ocorrer em todo o corpo do material.

"A técnica é uma manufatura aditiva baseada em robótica, um sistema fluídico integrado que nos permite fornecer tinta [resina] diferente como matéria-prima, "Zheng disse." O processo também é autolimpante para que não haja contaminação cruzada entre as tintas. "

Idealmente, Zheng disse, A tecnologia de impressão 3-D gostaria de estar em um lugar onde um dispositivo funcional pudesse ser impresso incorporando vários materiais sem construção excessiva, como ferramentas, colagem, apropriado, ou soldagem.

"Alcançar esse objetivo exige que coloquemos uma série de diferentes propriedades de materiais em uma única plataforma e os conectemos. O grau adicional de liberdade de design de material nos permite obter resultados negativos, cepas de metamorfose de positivo para zero sem alterar a microarquitetura 3-D de um material, "Zheng explicou.

As técnicas de impressão 3-D existentes têm recursos limitados na incorporação de vários materiais, com o desafio de criar verdadeiramente tridimensional, arquiteturas complexas com resoluções em microescala. Ao contrário dos materiais impressos 3-D tradicionais de um material de base semelhante, metamateriais multimateriais podem ter rigidez variável distribuída por toda parte - de um elastomérico macio a um frágil rígido dentro da estrutura de rede 3-D.

"Imaginamos que esses conceitos de material de transformação programável encontrarão aplicações em amplificações de deformação direcional, atuações, eletrônica flexível, e o design de metamateriais leves com rigidez e resistência personalizadas, "Zheng disse." O novo espaço de design de material oferecido pela rápida fabricação de constituintes de materiais diferentes distribuídos em uma arquitetura de micro-rede abre novas dimensões de impressão 3-D de multimateriais com um grande grau de variação de rigidez. "