تولید پلاستیک خود ترمیم شونده با پرینتر سه بعدی

تولید پلاستیک خود ترمیم شونده با پرینتر سه بعدی

در سال‌های اخیر، پیشرفت‌ چاپ سه بعدی در صنایع مختلف از مراقبت‌های بهداشتی تا تولید نفوذ کند. برخی از شناخته‌شده‌ترین طرح‌های پرینت سه بعدی در پزشکی هستند که به موجب آن مدل‌های منحصربه‌فردی از اندام‌ها با استفاده از داده‌های بیمار به صورت سه بعدی تولید می‌شوند.

این مدل ها به درمان و به کاهش هزینه ها کمک می کنند. علاوه بر آن، پرینت زیستی سه بعدی نیز برای ایجاد رگ های خونی مصنوعی است که می تواند راه را برای پیوند اعضا هموار کند. با توجه به خلاقیت ذاتی پرینت سه بعدی، کاربردهای آن نیز می تواند بسیار متنوع باشد، از استفاده برای چاپ آثار لذیذ غذا گرفته تا ساخت نمونه های اولیه برای استقرار انسان در ماه. همانطور که جامعه از نظر فناوری به پیشرفت خود ادامه می دهد، استفاده و مصرف سه بعدی همچنان افزایش خواهد یافت.

پرینتر سه بعدی مشکلی در طراحی ندارد و می تواند اشکال بسیار پیچیده که ساخت آن به روش بسیار سنتی دشوار است را آسان سازد. روند چاپ و اصلاح طرح سرعت بیشتری دارد. قابلیت سفارشی سازی دارد و در هر مرحله می توان قطعات را جداگانه تولید کرد. قطعات تولید شده و سبک هستند و استحکام بالایی دارند. ضایعات طراحی و تولید کاهش می یابد.

مشکلات استفاده از پلاستیک

یکی از مواد رایج در پرینت سه بعدی پلاستیک است. و دلیل آن این است که به راحتی در دسترس است، مقرون به صرفه است و امکان نمونه سازی سریع را فراهم می کند.

با این حال، پلاستیک ها یک نگرانی زیست محیطی هستند و دارای خواص مختلفی هستند با توجه به اینکه در پرینت سه بعدی طرح به طور کلی چاپ می شود، اگر در یک قسمت شکسته شود، غیرقابل استفاده می شود، و باید طرح جدیدی به جای آن چاپ شود.

البته، طرح پرینت سه بعدی باید اصلاح شود، اما اگر طرح قابل ترمیم نباشد باید بیرون ریخته شود، این مسئله بر مشکل زباله های پلاستیکی تأثیر می گذارد.

راه حل

برای حل این مشکل، تیمی از تحقیقات در دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) در سیدنی روشی مبتکرانه برای استفاده از نور به منظور اجازه دادن به پلاستیک برای “درمان” خود ارائه کرده اند. این مطالعه اخیراً در Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است که در آن محققان نشان داده‌اند که تابش نور LED به ناحیه مشکل‌دار باعث واکنش شیمیایی می‌شود که دو قطعه شکسته را به هم می‌آمیزد. این روش شامل استفاده از یک معرف است که سپس توسط نور فعال می شود و این باعث می شود واکنشی رخ دهد که در آن ذرات خود را دوباره مرتب می کنند.

با استفاده از نور، به قطعات شکسته اجازه می یابند تا دوباره به هم جوش بخورند. کل فرآیند حدود 1 ساعت طول می کشد و محققان پلاستیک جدید را به عنوان “درمان شده” ترکیب کردند و در نتیجه پلاستیکی قوی تر از پلاستیک قبلی تولید کردند.

مزایای استفاده از تولید پلاستیک خود ترمیم شونده با پرینتر سه بعدی

سادگی، سهولت و سرعت فرآیند نسبت به فرآیندهای موجود ، مزیت محسوب می شود. محققان بر این باورند که چنین رویکردی به‌طور خاص در زمینه‌هایی مفید خواهد بود که در آن از پرینت سه بعدی از اجزای تخصصی پیشرفته مانند الکترونیک و حسگرها استفاده شود. البته، داشتن روشی که امکان تعمیر پلاستیک را فراهم می کند، در تولیدات با حجم بالا نیز نشانه خوشایندی است که اثرات زیست محیطی پلاستیک شکسته و دور ریخته شده می تواند افزایش یابد و در نتیجه ضایعات پلاستیکی افزایش یابد. بنابراین، این رویکرد گامی امیدوارکننده به سمت روشی مناسب در تولید و کاهش ضایعات پلاستیکی ارائه می‌کند.