Επιλεκτικό διπλό κύκλο Olefin Metathesis 3D εκτύπωσης:Πώς οι μηχανικοί χρησιμοποιούν το SWOMP
Η διαδικασία SWOMP περιλαμβάνει δύο διαφορετικά μήκη κύματος φωτός. Το πρώτο μήκος κύματος, συνήθως στο ορατό ή κοντά στο υπέρυθικό φάσμα, χρησιμοποιείται για να ξεκινήσει ο φωτοπολυμερισμός μιας φωτοευαίσθητης ρητίνης, δημιουργώντας συμπαγείς περιοχές εντός της τυπωμένης δομής. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιείται ένα δεύτερο μήκος κύματος υπεριώδους (UV) για την ενεργοποίηση καταλυτών μεταθέσεων ολεφίνης που υπάρχουν στη ρητίνη. Αυτοί οι καταλύτες διευκολύνουν την αναδιάταξη διπλών δεσμών άνθρακα-άνθρακα, επιτρέποντας τη διασταύρωση μεταξύ γειτονικών αλυσίδων πολυμερούς.
Ο συνδυασμός αυτών των δύο μήκους κύματος οδηγεί σε μια μοναδική συμπεριφορά υλικού όπου οι περιοχές που εκτίθενται και στα δύο μήκη κύματος υφίστανται τόσο φωτοπολυμερισμό όσο και μεταθέσεις ολεφίνης, σχηματίζοντας ισχυρά και άκαμπτα διασταυρωμένα δίκτυα. Αντίθετα, οι περιοχές που εκτίθενται μόνο σε ορατό ή κοντά στο υπέρυθικό φως στερεοποιούνται μόνο μέσω του φωτοπολυμερισμού, με αποτέλεσμα πιο ευέλικτα τμήματα. Αυτή η επιλεκτική διαδικασία διπλής ωρίμανσης επιτρέπει τη δημιουργία δομών με περίπλοκες μηχανικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένων ποικίλων βαθμών ευελιξίας και ακαμψίας μέσα σε μία μόνο εκτύπωση.
Τα πλεονεκτήματα του SWOMP έναντι των παραδοσιακών τεχνικών εκτύπωσης είναι αξιοσημείωτες:
Εκτύπωση πολλαπλών υλικών:Το SWOMP επιτρέπει την ενσωμάτωση διαφορετικών καταλυτών μεταθέσεων ολεφίνης στη ρητίνη, επιτρέποντας την απρόσκοπτη ενσωμάτωση πολλαπλών υλικών μέσα σε μία εκτύπωση. Αυτή η ευελιξία ανοίγει ευκαιρίες για τη δημιουργία αντικειμένων με προσαρμοσμένες ιδιότητες, όπως περιοχές με διαφορετική σκληρότητα, ελαστικότητα ή ακόμα και αυτο-θεραπευτικές δυνατότητες.
Ενισχυμένη μηχανική αντοχή:Η διασταυρούμενη σύνδεση που επιτυγχάνεται μέσω της μεταθετικής ολεφίνης έχει ως αποτέλεσμα βελτιωμένη μηχανική αντοχή σε σύγκριση με τον συμβατικό φωτοπολυμερισμό μόνο. Τα εξαρτήματα που έχουν εκτυπωθεί από το SWOMP παρουσιάζουν υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό, σκληρότητα και αντίσταση στη φθορά, καθιστώντας τα κατάλληλα για λειτουργικές και φορτίες εφαρμογές.
Βιοσυμβατότητα:Η βιοσυμβατή φύση των καταλυτών και των φωτοπολυμερών που χρησιμοποιούνται σε SWOMP επιτρέπει την κατασκευή ιατρικών συσκευών, ικριωμάτων ιστών και άλλων βιοϊατρικών συστατικών που πληρούν αυστηρά πρότυπα βιοσυμβατότητας.
Από την άποψη των αιτήσεων, η SWOMP έχει ήδη αποδείξει τις δυνατότητές του σε διάφορους τομείς:
Μαλακή ρομποτική:Το SWOMP μπορεί να παράγει μαλακές ρομποτικές δομές που μιμούνται την ευελιξία και την προσαρμοστικότητα των βιολογικών συστημάτων. Αυτά τα ρομπότ έχουν εφαρμογές σε ελάχιστα επεμβατική χειρουργική επέμβαση, αποκατάσταση και αλληλεπίδραση ανθρώπινης μηχανής.
Microfluidics:Το SWOMP επιτρέπει την ακριβή κατασκευή των μικρορευστοειδών συσκευών με περίπλοκα κανάλια και χαρακτηριστικά. Αυτές οι συσκευές είναι ζωτικής σημασίας για εφαρμογές Lab-on-a-chip, χημική σύνθεση και διαλογή φαρμάκων.
Αεροδιαστημική:Η αναλογία υψηλής αντοχής προς βάρος και η ικανότητα προσαρμογής των μηχανικών ιδιοτήτων καθιστούν το SWOMP κατάλληλο για τα αεροδιαστημικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων των ελαφρών δομών και των αεροδυναμικών εξαρτημάτων.
Καθώς η έρευνα και η ανάπτυξη στο SWOMP συνεχίζουν να προχωρούν, μπορούμε να αναμένουμε να παρακολουθήσουμε περαιτέρω ανακαλύψεις και καινοτόμες εφαρμογές αυτής της ευπροσάρμοστης τεχνικής 3D εκτύπωσης. Οι μηχανικοί και οι ερευνητές πιέζουν τα όρια του τι είναι δυνατό, αξιοποιώντας τη δύναμη του SWOMP για τη δημιουργία λειτουργικών, ανθεκτικών και σύνθετων δομών που καλύπτουν τις ποικίλες ανάγκες διαφόρων βιομηχανιών.
