リラクサー強誘電体アクチュエータの積層造形用エアブラシ 3D プリンター

リラクサー強誘電体アクチュエータの積層造形用エアブラシ 3D プリンター
出典: EngineeringForLife

電気活性ポリマー (EAP) デバイスの付加製造は、その独特な構造と構成材料のさまざまな特性のために大きな課題を伴います。異なる特性を持つ複数の機能性材料を堆積し、層の厚さをマイクロメートル単位の解像度で実現し、以前に堆積した機能性材料層を維持しながら段階的に堆積および硬化のステップを実行する必要があります。
これを踏まえ、デルフト工科大学のAndres Hunt氏らは、エアブラシ3Dプリンターのコンセプトを導入し、EAPセンサーの製造に応用しました。 3D プリンターは、標準的な押し出し機プラットフォームと 2 流体アトマイザー (エアブラシ) を堆積ツールとして組み合わせて構築されました。カーボンブラック電極を備えた湾曲したP(VDF-TrFE-CTFE)アクチュエータを印刷するプロセスが開発され、単層および二重層のEAPアクチュエータが準備されました。
要点:
(1)本稿では、スマートマテリアルセンサーの積層造形にスプレーガンベースの3Dプリンターを提案する。リラクサー強誘電体アクチュエータを製造するプロセスが開発され、得られたアクチュエータの性能が研究されました。

(2)スプレー印刷は、カスタム設計されたパターンで機能性インクを非接触、マスクレス、自動で塗布することを可能にする。これにより、印刷インクは幅広いレオロジー特性と浮遊粒子サイズを持つことができます。

(3)単層および二層の湾曲カンチレバーP(VDF-TrFE-CTFE)アクチュエータを作製し、システムの汎用性を実証した。このプリンターは、0.5 mm (平面) および 0.63 μm (厚さ) の解像度を実現し、最大 7% の P(VDF-TrFE-CTFE) 溶液の噴霧を可能にします。18 mm x 4 mm の EAP アクチュエータは、準静的および共振動作でそれぞれ 340 μm および 3.7 mm の先端偏向を実現します。

要約すると、エアブラシ印刷は、幅広い特性を持つ前駆体材料を印刷するための信頼性の高い方法であることが実証されており、他の受動的および刺激応答性の材料やデバイスを印刷するための一般的な方法になることが期待されます。

ソース:
https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.103982

生物学、機器

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