Georgia Institute of Technology‘den araştırmacı bir ekip, ısınmayla, çeşitli şekillerde kalıcı olarak dönüşebilen nesneler yaratmak için yeni bir 3 boyutlu baskı yöntemi geliştirdi.
Singapur Teknoloji ve Tasarım Üniversitesi (SUTD) ve Xi’an Jiaotong Üniversitesi‘nden araştırmalara dahil olan ekip; nesneleri, ısıya maruz kaldıklarında, farklı tepki verecek şekilde tasarlanan, Şekil Hafızalı Polimerler Katmanları (SMPs) basarak hazırladı.
*Şekil Hafızalı Polimerler: Dışardan bir etkiyle şekil değiştirebilen ve etki ortadan kalktığında eski şekline dönebilen malzeme.
George W. Woodruff Makina Mühendisliği Okulu’ndan Profesör Jerry Qi, “Bu yeni yaklaşım, mekanik programlama sonrası işleme adımını, doğrudan 3D baskı sürecine dahil ederek, 4D baskı olanaklarını önemli ölçüde basitleştiriyor ve artırıyor. Böylelikle, bilgisayar simülasyonuyla, yüksek çözünürlüklü 3D basılmış bileşenlerin, doğrudan ısıtma ile yeni, daimi konfigürasyonlara dönüştürülmesini sağlıyor.”
Araştırma, Science Advances ve American Association for Science‘da yayınlandı. Çalışma, ABD Hava Kuvvetleri Bilim Ofisi, ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Singapur Ulusal Araştırma Vakfı SUTD DManD Merkezi tarafından finanse edilmektedir.
Qi, “Bu yaklaşım, tasarım ve imalat iş akışından, zaman alıcı mekanik programlamayı tamamen ortadan kaldırırken, baskı süresi ve yüzde 90’a kadar da malzeme tasarrufu sağlıyor.”
Ekip, yeni sürecin yeteneklerini göstermek için, sıcak suyun içine daldırıldığında hızlıca bükülebilen veya genişleyebilen çeşitli nesneler üretti. Bu model, yaprakları güneş ışığına tepki veren, gerçek bir papatya gibi kıvrılan ve orijinal boyutunun neredeyse sekiz katına kadar genişleyen bir çiçek modeli…
Singapur Teknoloji ve Tasarım Üniversitesi’nden Araştırmacı Zhen Ding, “Oda sıcaklığındaki kompozit malzemelerimiz, yumuşak ama iç baskı oluşturacak şekilde programlanabilen bir malzemeye sahipken, diğer malzeme serttir. Hesaplamalı simülasyonları, katı materyalin 3D baskı sonrasında, yumuşak materyal programlayan, iç baskının serbest kalmasını önleyen, bir şekil ve boyuta sahip olduğu kompozit bileşenleri tasarlamak için kullanırız. Isıttıktan sonra sert materyal yumuşar ve yumuşak materyali serbest bırakır.”
Sonunda teknoloji; uyaranlara, sıcaklık, nem veya ışık gibi tepki verebilecek bileşenlerin, uzay yapıları, konuşlandırılabilir tıbbi cihazlar, robotlar, oyuncaklar ve diğer yapılar dizisi yaratacak şekilde zamanlamasını sağlayabilir.
SUTD Dijital Üretim ve Tasarım Merkezi Direktörü: “Biyomedikal cihazlar, 3D elektronik cihazlar ve tüketici ürünlerinde sayısız uygulamayı kullanıma açacağını taahhüt ederken; bileşenler de, başlangıçta servis esnasında birden çok konfigürasyonda oluşabilecek şekilde tasarlanmış, yeni bir ürün tasarım paradigmasına kapı açıyor”
