Průlom v 3D tisku: Nová pryskyřice z Japonska se dá roztavit a znovu použít až desetkrát

Vědci z japonské univerzity v Jokohamě vyvinuli recyklovatelnou pryskyřici pro vysoce přesný 3D tisk, kterou lze roztavit a opakovaně použít, aniž by výrazně ztratila své vlastnosti.

Vědci z japonské univerzity v Jokohamě vyvinuli recyklovatelnou pryskyřici pro vysoce přesný 3D tisk, kterou lze roztavit a opakovaně použít, aniž by výrazně ztratila své vlastnosti. Tento materiál, který vydrží až deset tiskových cyklů, představuje zásadní krok k řešení jednoho z největších problémů stereolitografie, metody 3D tisku využívající ultrafialové světlo k vytvrzování tekuté pryskyřice do detailních struktur.

Většina fotovytvrditelných pryskyřic používaných ve stereolitografii se po tisku stává trvale tvrdou, což znemožňuje jejich recyklaci a vede k obavám z negativního dopadu na životní prostředí. Nová pryskyřice se však po zahřátí vrátí do původního tekutého stavu, což umožňuje její opětovné použití pro budoucí tisky. Tým testoval materiál v systémech jednofotonové mikrostereolitografie i dvoufotonové litografie, což jsou techniky pro výrobu vysoce detailních mikroskopických struktur.

Klíčem k úspěchu je chemická sloučenina anthracen, známá svými reverzibilními reakcemi řízenými světlem. Při vystavení světlu anthracen vytváří zesíťované struktury procesem fotodimerizace, který lze zahřátím zvrátit a materiál se tak rozloží zpět do původní formy. Vědci použili sloučeninu obsahující anthracen k vytvoření pryskyřice, která se vytvrzuje bez fotoiniciátorů – chemikálií, které jsou obvykle nutné k zahájení vytvrzování v UV systémech 3D tisku. Odstranění iniciátorů zjednodušilo složení pryskyřice a snížilo kontaminaci aditivy během recyklace.

Pro ověření funkčnosti pryskyřice vědci tiskli mikroskopické struktury pomocí laserových skenovacích systémů. V jedné demonstraci vytvořili model ve tvaru motýla pomocí dvoufotonové litografie a zjistili, že kvalita tisku zůstala srovnatelná s konvenčními materiály. Opakovaně také tiskli písmena „YNU“ zahříváním a opětovným použitím stejného materiálu po dobu deseti tiskových cyklů. V dalším testu přeměnili vytištěnou kostku na disk zahřátím původní struktury na 150 stupňů Celsia po dobu 15 minut. Tým zaznamenal relativně malé zhoršení materiálu během opakovaného použití ve srovnání s dřívějšími recyklovatelnými materiály pro stereolitografii. Dalším krokem je adaptace pryskyřice pro větší 3D tiskové systémy a zlepšení dlouhodobé stability materiálu.