social

LDEPD – новая аддитивная технология создания композитных объектов при помощи электрофореза

Исследователи из американской Ливерморской национальной лаборатории опубликовали результаты экспериментов по разработке новой аддитивной технологии, использующей явление электрофореза. Ученые применили свой метод для создания объектов из композита, состоящего из наночастиц алюмокерамики и вольфрама.

Логотип из композита , напечатанный при помощи нового метода
«Управляемое светом электрофоретическое осаждение» (LDEPD), как исследователи назвали свой метод, основан на классическом способе электрофоретического осаждения (EPD), т.е. переносе мелких частиц компонентов коллоидных растворов на целевые объекты при помощи электрического тока.

EPD уже долгое время используется в промышленности для создания разнообразных покрытий на металлических деталях, например, для нанесения грунтовки на кузов автомобиля. Кузов подключается к положительному контакту источника тока, а жидкая грунтовка в баке — к отрицательному. Под действием электрического поля, частицы грунтовки из раствора притягиваются к металлическим деталям кузова и оседают на них.

Метод EPD прост, дешев и может использоваться для создания покрытий, состоящих из самых разнообразных материалов, включая керамики, металлы, полимеры и даже живые клетки. Однако, эта технология имеет и серьезный недостаток: осаждение частиц покрытия возможно только на всю поверхность целевого объекта, а не на отдельные его участки.

С помощью «управляемого светом электрофоретического осаждения», ученым удалось обойти ограничения традиционной технологии и добиться выборочного нанесения нескольких слоев различных материалов на одну поверхность.

Т.к. покрытие методом электрофореза может наноситься только на токопроводящие объекты, в качестве подложки ученые использовали фотопроводник, т.е. материал, изменяющий свое удельное сопротивление под действием света.

Выборочное электрофоретическое осаждение
Для выборочного нанесения наночастиц вольфрама, ученые освещали подложку из фотопроводника через алюминиевую маску-шаблон с тонкими прорезями. При этом, в засвеченных участках фотопроводника под действием света снижается удельное сопротивление, они становятся токопроводящими и к ним притягиваются наночастицы вольфрама из коллоидного раствора. Далее, для наложения слоя алюмокерамики, процесс повторяли с использованием маски с другим расположением прорезей и раствора с соответствующими частицами.

В будущем, для выборочной засветки поверхности фотопроводника, ученые планируют использовать цифровые проекторы, аналогичные применяемым в DLP-устройствах. Это позволит полностью автоматизировать процесс работы и отказаться от сменных алюминиевых шаблонов.

Потенциально, новая технология даст возможность высокоточного создания мелких объектов из уникальных композитов. Например, ее можно будет использовать для формирования тончайших стенок кровеносных сосудов при 3D-печати человеческих органов.

  • Задать вопрос через форму сайта

Войти с помощью: 

Вопросы запрещены.