الطباعة ثلاثية الأبعاد للأجهزة الميكانيكية

تعاون الكيميائيون والمهندسون واستخدموا الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع كائنات ثلاثية الأبعاد بقدرات مبتكرة. على سبيل المثال، ابتكر العلماء لوحة بلاستيكية تتحول إلى اللون الأرجواني استجابة للتمدد - وهي آلية توفر طريقة بسيطة لتسجيل القوة المبذولة على جسم ما.

[ترجمة د.نحماني موشيه]
تخيل طباعة جزيئات يمكنها الاستجابة لبيئتها. تعاون الكيميائيون والمهندسون واستخدموا الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع كائنات ثلاثية الأبعاد بقدرات مبتكرة. على سبيل المثال، ابتكر العلماء لوحة بلاستيكية تتحول إلى اللون الأرجواني استجابة للتمدد - وهي آلية توفر طريقة بسيطة لتسجيل القوة المبذولة على جسم ما.

يدمج مشروع بحثي أجري في جامعة واشنطن الكيمياء العادية مع الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث ابتكر العلماء لوحة بلاستيكية على شكل عظمة تتحول إلى اللون الأرجواني استجابة للتمدد، وهي آلية توفر طريقة بسيطة لتسجيل القوة المبذولة على بعض الأشخاص. عظم. وقال أندرو ج. بويدستون، أستاذ الكيمياء في الجامعة، والمؤلف الرئيسي لبحث: "هنا في جامعة واشنطن، هذا الاندماج كان ينتظر وقته - الطباعة ثلاثية الأبعاد من المهندسين والمواد الوظيفية من الكيميائيين". ورقة تفصيلية للنتائج ونشرت في المجلة العلمية Applied Materials. and Interfaces.
ابتكر الكيميائيون بوليمرًا بلاستيكيًا يتكون من العديد من الوحدات المتكررة المرتبطة ببعضها البعض بإحكام والتي يتم تغذيتها في طابعة تجارية ثلاثية الأبعاد موجودة في معمل الكيمياء بالجامعة. تحتوي إحدى خراطيش الطابعة على مادة البولي كابرولاكتون، وهي مادة مشابهة لما تسوقه شركة الطباعة ثلاثية الأبعاد على أنها "ألواح مرنة". تحتوي الخرطوشة الثانية على مادة بلاستيكية تم دمج جزيء سبيرو-بيران فيها، والذي يتغير لونه عند تمدده. وقال الباحث الرئيسي: "أردنا أن نثبت أنه يمكن دمج الكيمياء الوظيفية بسهولة في المواد القابلة للطباعة بالفعل اليوم". "لقد وجدنا أنه يمكن دمج الكيمياء المخصصة بسهولة في الطباعة ثلاثية الأبعاد."
اللوحة المطبوعة عبارة عن قطعة من البلاستيك الأبيض يوجد بداخلها خطوط غير مرئية تقريبًا تتحول إلى اللون الأرجواني استجابة للقوة المطبقة على اللوحة. تعمل اللوحة ككاشف ميكانيكي رخيص الثمن ولا يحتوي على أجزاء إلكترونية. ويمكن طباعة الجهاز نفسه خلال 15 دقيقة من مواد تكلف أقل من دولار واحد. ومن الممكن استخدام كاشف من هذا النوع لتسجيل القوى أو الضغوط التي تمارس على مبنى أو على هياكل أخرى. ويهتم الباحثون بتطوير كاشف يمكنه أيضًا تسجيل سرعة القوة (الارتطام)، على سبيل المثال، داخل خوذة كرة القدم التي يمكنها تغيير لونها عندما تتعرض لقوة قوية بما فيه الكفاية.
يمكن أن تؤدي تعليمات التصميم المختلفة إلى قيام الطابعة بطباعة المكونات البلاستيكية في العديد من التكوينات - عندما تكون المادة المتغيرة اللون في خطوط في وسط الجزء، وفي مناطق أخرى وبأشكال مختلفة. توفر تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد إمكانات جديدة، كما يقول الباحث الرئيسي، على سبيل المثال، لتطوير الغرسات الطبية الشخصية أو غيرها من الهياكل التي تتضمن مواد تتفاعل مع بيئتها.

ملخص المقال

أخبار الدراسة