De kracht van 3D-geprinte producten kan worden verbeterd door een nieuwe techniek die is ontwikkeld door wetenschappers van de UT en het Oak Ridge National Laboratory.

Het nieuwe proces, die gebruik maakt van UV-straling, zou de bindingen van 3D-geprinte materialen kunnen versterken om 200 procent meer transversale spanning te weerstaan, volgens een studie gepubliceerd in macromoleculen .

Fused Deposition Modeling (FDM) is een populaire techniek in de maakindustrie en wordt regelmatig gebruikt bij het printen van prototypes, mallen van industriële processen, en op maat gemaakte onderdelen in vele industriële gebieden. In FDM, een filament wordt door een verwarmd mondstuk geleid en laag voor laag afgezet om een ​​structuur te creëren.

"Er zijn ongeveer een half dozijn methoden voor 3D-printen, en een gebrek aan laaghechting is een probleem bij alle. Dit betekent dat veel van deze materialen bros zijn, dus ze kunnen niet veel spanning aan voordat ze breken, " zei co-auteur Mark Dadmun, hoogleraar scheikunde aan de UT en een ORNL-UT gezamenlijk faculteitslid.

Dadmun en zijn team raakten in dit probleem geïnteresseerd toen bij ORNL een 3D-geprinte auto werd geproduceerd. "Hoewel dit een geweldige prestatie was, die auto's zijn niet echt rijdbaar omdat ze zwakke punten hebben. Als er ooit een crash zou zijn, deze auto's zouden versplinteren."

Deze zwakheden zijn het resultaat van een slechte laagadhesie vanwege het omvangrijke karakter en de minimale interacties van polymeerketens tussen lagen. Maar Dadmun had een idee om dit probleem op te lossen.

"We ontdekten dat het maken van chemische bindingen over de lagen van het gedrukte product het item zou versterken, omdat de moleculen nu aan elkaar zijn gebonden in plaats van in lagen te zijn waar de moleculen gewoon door elkaar drijven, ' zei Dadmoen.

In het nieuwe proces is chemische bindingen worden gevormd wanneer een UV-licht wordt toegepast tijdens het printen. De UV start een reactie die het printmateriaal bindt, het probleem overwinnen en sterkere materialen maken. De methode is eenvoudig te implementeren en biedt verbeteringen in FDM voor meerdere materialen.

Dadmun en zijn collega's werken nu aan het uitbreiden van deze methode naar andere materialen.

"Uiteindelijk, we willen 3D-printen van een makertechnologie naar een productietechnologie brengen, ' zei Dadmoen.