Авторы новой работы считают, что, смешивая твердые вещества и жидкости, 3D-принтеры могут создавать устройства, которые будут более гибкими, динамичными и полезными. Например, можно напечатать носимые электронные устройства с проводами или даже модели, имитирующие мягкость настоящих человеческих органов.
Я думаю, что мы можем создать полноценную систему, например, робота, используя этот процесс.
Роберт Маккарди, старший автор исследования и доцент кафедры машиностроения имени Пола М. Рэди
Авторы считают, что их идея похожа на переход от черно-белой печати к цветной. В цветных принтерах объединяют небольшое количество основных цветов, чтобы создать огромную палитру. То же самое работает и в отношении разных материалов. Если у вас есть принтер, который использует несколько видов материалов, вы можете комбинировать их по-новому и создавать гораздо более широкий диапазон механических свойств, отмечает Маккарди.
Обычные принтеры создают изображение, нанося жидкие чернила с помощью тысяч точек. Струйные 3D-принтеры, напротив, используют печатающую головку для нанесения крошечных капель жидкости, называемых вокселями. После этого воксели оседают и затвердевают.
Но, по словам авторов, есть случаи, когда нужно оставить вещество жидким. Некоторые инженеры, например, используют жидкости или воск для создания крошечных каналов в твердых материалах, которые они затем опорожняют на более позднем этапе. Это похоже на то, как капли воды образуют подземные ходы и пещеры.
Авторы новой работы придумали, как создать такие же пустые пространства в деталях, напечатанных на 3D-принтере. Сначала они разработали серию компьютерных симуляций, чтобы исследовать, как работает печать различных видов материалов рядом друг с другом.
По словам Маккарди, одна из больших проблем заключается в следующем: как предотвратить смешивание капель твердых материалов с жидкими материалами, даже если капли твердого материала печатаются непосредственно поверх капель жидкости.
Дальше они выяснили, что поверхностное натяжение жидкости можно использовать для поддержки твердого материала. В таком случае лучше использовать жидкий материал, который более плотный, чем твердый. Тут работает та же физика, которая позволяет нефти плавать поверх воды.
Читать далее
Ученые доказали, что на Земле «запущено» шестое вымирание
Стандартная модель физики уже не актуальна? Главное о новой работе ученых на коллайдере
Белорусский физик работает над квантовым интернетом: это первый шаг к телепортации