スペインの研究者がSLS粉末に光増感剤を加えてカラー印刷を実現

スペインの研究者がSLS粉末に光増感剤を加えてカラー印刷を実現
3D 印刷技術が直面している最大の課題の 1 つは、高精細なカラー印刷です。現在、PolyJet などの技術ではカラー印刷が可能ですが、選択的レーザー焼結法 (SLS) やステレオリソグラフィー (SLA) ではカラー印刷がまだ困難です。 2018年8月3日、Antarctic Bearは、スペイン光科学研究所(IFCO)の研究者が最近、より高速でコスト効率の高い3Dプリント方法を開発したことを知りました。材料に特殊な光増感剤を加えることで、粉末材料の熱伝導率を向上させ、レーザー出力を減らすだけでなく、SLS技術でさまざまな色のオブジェクトを印刷することもできます。 彼らの研究結果はACS Nano Letters誌に掲載された。

論文リンク: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b01164


△この鮮やかな色のドラゴンは、SLS 3D プリント技術を使用して作成されました<br /> 選択的レーザー焼結 (SLS) プリンターは、レーザーをエネルギー源として使用し、粉末材料 (通常はナイロンまたはポリアミド) の特定の領域を焼結して、固体の 3D 構造を形成します。最初の層が完了すると、ビルド プラットフォーム/パーツ ベッドが事前に設定された量だけ下がります。次に別の材料層を敷き、その上に 2 番目の断面を直接融合します。すべての断面が配置され、融合されるまでこれが続けられます。

ポリマー粉末の焼結を促進するために光熱増感剤を使用することは、ここ数年でますます一般的になっています。プロセスのエネルギー要件を削減するために、研究者らはポリマー粉末に光増感剤と呼ばれる化合物を添加した。カーボンナノチューブ、カーボンブラック、グラフェンなどのこれらの材料は、ポリマーよりも強く光を吸収し、熱を伝達するため、より安価で低出力のレーザーの使用が可能になります。

ただし、炭素ベースの光感作剤は、印刷時に灰色または黒色にしか変わりません。この方法を使用して白またはカラーのプリントを作成するには、他の同等の材料が必要です。 IFCO の Gerasimos Konstantatos、Romain Quidant および彼らの同僚たちは、SLS 3D 印刷方式によるカラー印刷を可能にする光感作剤を見つけたいと考えていました。

「我々は、近赤外線を強く吸収しながら可視光との相互作用を最小限に抑えるプラズモニックナノ粒子でできた共鳴光熱増感剤を設計することでこの問題に対処した」と研究者らは述べた。

安定したカラフルなナノ複合粉末を作成するために、金ナノロッドをシリカでコーティングしてから、ポリアミド粉末と混合しました。研究者らによると、これらの複合材料は、業界標準のカーボンブラックを感光剤として使用する同等の複合材料と比較して、共鳴時の光から熱への変換が大幅に改善されており、低出力の光源を使用して焼結できるという。さらに、新しい光増感剤はより多くの白色を生成することができ、染料と混合すると明るい色の 3D オブジェクトを生成することもできます。

重要なのは、この材料が大規模生産においてコスト効率が良いことだと研究者らは言う。彼らは新技術に関連した特許をいくつか申請した。



「我々の研究結果は、プラズモニックナノ粒子を使用して、カラフルで機能的な3Dプリントオブジェクトを生成するための新たな道を開くものだ」と研究者らは説明する。 彼らは、「共鳴光熱増感剤に基づく白色および鮮明なカラーの 3D 印刷」と題する論文で研究を発表しています。

出典: 3ders.org

エネルギー、南極のクマ

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