10 آوریل 2024 -توسط کارن دولی، دانشگاه فلوریدا
شماتیک فرآیند VIPS-3DP. یک چاپ تحت غیر حلال نبولیزه شده از منظر قطعه. قسمت داخلی نمای دقیقی را از منظر رشته نشان می‌دهد: رنگ‌های شفاف نشان‌دهنده غلظت مواد به صورت رسوب‌شده و عدم وجود انجماد است. رنگ‌های نارنجی تیره‌تر نشان‌دهنده درجه انجماد و سفتی بالاتر به دلیل دینامیک مبادله غیر حلال بخار با حلال است که به طور کلی منجر به مورفولوژی رشته‌ای با لایه بیرونی متراکم و بخش‌های داخلی متخلخل می‌شود. b انجماد کامل در حمام انعقادی و قطعات چاپی همه کاره c: پلیمری، کامپوزیت، فلزی و درجه بندی عملکردی. اعتبار: Nature Communications (2024). DOI:
مهندسان دانشگاه فلوریدا روشی را برای چاپ سه بعدی به نام پرینت سه بعدی با جداسازی فاز ناشی از بخار یا VIPS-3DP برای ایجاد اشیاء تک ماده و همچنین چند ماده ایجاد کرده اند. این کشف پتانسیل پیشرفت در دنیای تولید مواد افزودنی را دارد.
یونگ هوانگ، دکترا، استاد بخش مهندسی مکانیک و هوافضا UF، گفت که فرآیند چاپی که او و همکارانش توسعه داده‌اند به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا اشیاء سفارشی را به‌طور اقتصادی و پایدار بسازند. رویکرد جدید در مجله Nature Communications گزارش شده است.
او گفت: «این کار اقتصادی‌تر و بسیار ساده‌تر از فناوری‌های همتای فعلی است. “این یک فرآیند مقرون به صرفه برای چاپ مواد پیشرفته، از جمله فلزات است.”
برای درک این فرآیند، تصور کنید که از مایعات ویژه سازگار با محیط زیست برای ساخت “جوهر” چاپگر سه بعدی استفاده کنید. این مایعات بر پایه پلیمر قابل حل می توانند شامل ذرات فلزی یا سرامیکی باشند. هنگامی که با این جوهر چاپ می کنید، بخار غیر حلالی در ناحیه چاپ آزاد می شود. این بخار باعث می‌شود قسمت مایع جوهر جامد شود و ماده جامد را پشت سر بگذارد که فرآیند جداسازی فاز ناشی از بخار نامیده می‌شود.
Huang توضیح داد که این فرآیند به سازندگان اجازه می‌دهد قطعات چند ماده‌ای را با تخلخل چند مقیاسی با قابلیت تنظیم فضایی پرینت کنند، که به معنای ایجاد ساختارهایی است که انواع مختلفی از مواد در مکان‌های مختلف و با سطوح مختلف متخلخل دارند.
متخلخل بودن جسم به داشتن سوراخ‌ها یا شکاف‌های ریز اشاره دارد، و این با تنظیم شرایط چاپ و/یا میزان استفاده از مواد قربانی در طی فرآیند VIPS-3DP ایجاد می‌شود. این می تواند برای تولید چیزهایی مانند ایمپلنت های پزشکی متخلخل یا محصولات سبک وزن هوافضا مفید باشد.
مارک سول گراس، دکترای، اولین نویسنده مقاله و دانشجوی سابق فارغ التحصیل در آزمایشگاه هوانگ، گفت: “این یک روش امیدوارکننده برای ایجاد محصولات فلزی است که به سطوح مختلف متخلخل نیاز دارند.” “نمونه خوبی از این در مهندسی بافت استخوانی است. ما می توانیم ایمپلنتی را چاپ کنیم که به طور مناسب متخلخل باشد تا اطمینان حاصل شود که با سلول های انسانی اطراف یکپارچه می شود.”
فرآیند VIPS-3DP علاوه بر نیاز به سرمایه‌گذاری کمتر در زیرساخت، گزینه سبزتری نسبت به روش‌های چاپ سنتی است، زیرا از مواد پایدار و انرژی کمتر استفاده می‌کند.
