繰り返し書き込み・消去が可能な3Dプリント技術

繰り返し書き込み・消去が可能な3Dプリント技術
3D プリンティングは、主に付加製造技術の段階的な成熟により、工業生産方法の一部として重要性が高まっています。ドイツのカールスルーエ工科大学(KIT)の研究プロジェクトは、3Dプリントの分野で大きな進歩を遂げる可能性があり、オンデマンドで工業製品を生産したり、特定の構造を消去したり変更したりすることが可能になる。この研究はドイツの学術誌「Angewandte Chemie」に掲載された。
繰り返し書き込みと消去: 3D 微細構造 カールスルーエ工科大学の画期的な進歩は、直接レーザー書き込み (DLW) 製造プロセスで使用するためのインクの新しい配合です。インクはレーザーの作用で結合し、事前にプログラムされた設計に一致する堅牢な構造を生成します。 「再利用可能なインクの開発は、直接レーザー書き込み技術の大きな課題の 1 つです」とカールスルーエ工科大学化学技術および高分子化学研究所の Christopher Barner-Kowollik 氏はコメントしています。

この研究プロジェクトでは、製品構造を構築し、その後分解するために使用できる可逆的な結合特性を持つインクを開発することで、この課題に取り組みました。インクの化学構造は、まずフェナシルメチルスルフィドリンカーの DLW 照射によって形成され、その後、段階的な重合反応中に反応性エチルチオアルデヒドによってジスルフィド結合が形成されます。
次に、材料をジチオトレイトールに浸します。これにより、化学結合が完全に除去されるまで切断され、その後、直接レーザー書き込みを再度使用して、新しい構造または変更された構造を生成できます。この方法では、設計者が図面を修正するのと同じ回数だけ、プロジェクトの最終的な構造を変更できます。




発表された論文によると、ジチオトレイトールの化学結合の切断は、他のアクリレートベースの構造で DLW によって生成される化学結合の形成と非常に直交する傾向があるため、化学結合の切断は構造設計ツールとして使用できます。通常の状況では、この選択的破壊により、研究チームは新しい材料を使用して、線間隔 300nm の高性能格子を作成することができました。この新しいインクは、消去可能な領域と消去不可能な領域を組み合わせた構造や、製造工程で使用され使用後に消去される建築構造など、さまざまな DLW アプリケーションに使用できるようになりました。

もう一つの用途は、生物学における3D設計の培養皿です。このテーマはカールスルーエ工科大学ですでに研究されており、同大学の研究者は、実験室規模での細胞培養の3次元成長に関する研究で、2016年9月にシュレーディンガー賞を受賞しました。研究者らは、新しい消去可能な技術と組み合わせることで、細胞の成長中に 3D 細胞足場の一部を除去し、変化する環境に細胞がどのように反応するかを研究することができました。 KIT における 3D プリンティングに関するその他の研究には、光学ガラスを使用した付加製造技術のプロセス開発が含まれており、現在これらの製造技術は金属またはポリマー材料に限定されている光学分野での多くの潜在的な用途が開拓されています。

出典: 中国光学ジャーナルネットワーク 詳しい情報:
高スループット3Dプリントプロセス、ハーバード大学の直接書き込み技術を分析 新技術:印刷部品の品質欠陥を排除できる直接金属書き込み3Dプリント

分野、ジチオトレイトール、工業製品、プロジェクト開発、重合

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