مهندسان UNSW راهی برای کمک به پلاستیک پرینت شده سه بعدی برای ترمیم خود در دمای اتاق و تنها با استفاده از نور نشان داده‌اند.
پروفسور سیریل بویر و تیمش، دکتر ناتانیل کوریگان و آقای مایکل ژانگ، در دانشکده مهندسی شیمی UNSW نشان داده‌اند که افزودن "پودر ویژه" به رزین مایع مورد استفاده در فرآیند چاپ می‌تواند بعداً به ساخت سریع و آسان کمک کند. تعمیرات باید مواد شکسته شود.
این کار را می توان خیلی ساده با تابش نورهای LED استاندارد روی پلاستیک چاپ شده به مدت حدود یک ساعت انجام داد که باعث واکنش شیمیایی و همجوشی دو قطعه شکسته می شود.
کل فرآیند در واقع پلاستیک تعمیر شده را حتی قوی‌تر از قبل از آسیب‌دیدگی می‌کند و امید می‌رود که توسعه و تجاری‌سازی این تکنیک به کاهش ضایعات شیمیایی در آینده کمک کند.
دلیل آن این است که قطعات پلاستیکی شکسته نیازی به دور انداختن یا حتی بازیافت ندارند، و حتی زمانی که در یک قطعه از جمله بسیاری از مواد دیگر جاسازی می‌شوند، می‌توانند به سادگی تعمیر شوند.
دکتر کوریگان می گوید: "در بسیاری از جاهایی که از مواد پلیمری استفاده می کنید، می توانید از این فناوری استفاده کنید. بنابراین، اگر یک جزء از کار بیفتد، می توانید بدون نیاز به دور ریختن آن، مواد را تعمیر کنید."
"یک مزیت زیست محیطی آشکار وجود دارد زیرا شما مجبور نیستید هر بار که یک ماده کاملاً جدید شکسته می شود دوباره سنتز کنید. ما در حال افزایش طول عمر این مواد هستیم که باعث کاهش زباله های پلاستیکی می شود."
افزودنی پودری که تیم UNSW از آن استفاده می کند یک تری تیو کربنات است که به عنوان یک عامل انتقال زنجیره تکه تکه شدن برگشت پذیر (RAFT) شناخته می شود که در ابتدا توسط CSIRO توسعه داده شد. عامل RAFT بازآرایی شبکه نانوسکوپی عناصر سازنده مواد را امکان پذیر می کند و اجازه می دهد تا قطعات شکسته شده ذوب شوند.
زمانی که نورهای UV LED مستقیماً بر روی پلاستیک شکسته تابیده می‌شوند، در عرض 30 دقیقه اتفاق می‌افتد و پس از تقریباً یک ساعت بهبودی کامل انجام می‌شود.
آزمایش‌ها، از جمله روی یک ویولن پرینت‌شده سه بعدی، نشان می‌دهد که استحکام پلاستیک خود تعمیر شده در مقایسه با حالت شکسته‌نشده اولیه به‌طور کامل بازیابی می‌شود.
این تیم گفت تجاری‌سازی این فرآیند با توجه به ساده‌سازی و سرعت سیستم آنها در مقایسه با روش‌های موجود برای تعمیر مواد پرینت سه‌بعدی شکسته امکان‌پذیر است.
دکتر کوریگان گفت: "فرآیندهای دیگری نیز وجود دارند که این کار را انجام می دهند، اما آنها به شیمی حرارتی برای ترمیم مواد متکی هستند و به طور معمول حدود 24 ساعت و چرخه های حرارتی متعدد برای دستیابی به همان نوع نتیجه طول می کشد."
یکی دیگر از محدودیت‌ها این است که شما به کوره‌ای نیاز دارید که تا دمای بالا گرم شود و بدیهی است که نمی‌توانید مواد پلاستیکی را در محل تعمیر کنید - ابتدا باید آن را از قطعه جدا کنید که باعث افزایش پیچیدگی و تاخیر می‌شود.
با سیستم ما، می‌توانید پلاستیک شکسته را در جای خود رها کنید و نور را به کل اجزا بتابانید. فقط مواد افزودنی در سطح مواد تحت تأثیر قرار می‌گیرند، بنابراین آسان‌تر است و همچنین کل فرآیند را سرعت می‌بخشد.
پروفسور بویر می گوید که فناوری جدید به طور بالقوه می تواند در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار گیرد که در آن مواد پیشرفته چاپ سه بعدی در حال حاضر در اجزای تخصصی با فناوری پیشرفته استفاده می شوند.
اینها شامل لوازم الکترونیکی پوشیدنی، سنسورها و حتی برخی از تولیدات کفش می شود.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید