Pencetakan 4D reversibel yang revolusioner – Sains Terkini

Bayangkan gorden Anda diperpanjang atau ditarik secara otomatis tanpa perlu mengangkat jari?

Teknologi pencetakan 4D yang dapat dibalik dapat menjadikan 'tirai pintar' ini menjadi kenyataan tanpa menggunakan sensor atau perangkat listrik, dan sebagai gantinya bergantung pada perubahan tingkat panas selama waktu yang berbeda dalam sehari untuk mengubah bentuknya.

Pencetakan 4D pada dasarnya mengacu pada kemampuan objek cetak 3D untuk mengubah bentuknya dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh panas atau air sementara aspek reversibilitasnya memungkinkannya untuk kembali ke bentuk aslinya. Namun, untuk mengubahnya kembali ke bentuk aslinya biasanya memerlukan peregangan manual atau menarik objek, yang bisa melelahkan dan memakan waktu.

Dalam beberapa tahun terakhir, telah ada terobosan yang berhasil dalam studi pencetakan 4D reversibel, di mana objek mendapatkan kembali bentuk aslinya tanpa campur tangan manusia. Ini biasanya melibatkan penggunaan hidrogel sebagai stimulus untuk mencapai pencetakan 4D yang reversibel.

Karena hidrogel tidak memiliki kekuatan mekanik, hidrogel menjadi batasan ketika digunakan untuk aplikasi penahan beban. Pada saat yang sama, pekerjaan penelitian lain yang menggunakan berbagai lapisan bahan sebagai alternatif hidrogel, hanya membuat prosedur untuk memungkinkan aktuasi reversibel lebih membosankan.

Untuk mengatasi tantangan ini, para peneliti dari Universitas Teknologi dan Desain Singapura bekerja sama dengan Universitas Teknologi Nanyang untuk merevolusi pencetakan 4D dengan membuatnya reversibel, tanpa perlu hidrogel atau campur tangan manusia. Makalah ini telah diterbitkan di Teknik jurnal.

Karya penelitian ini hanya menggunakan dua bahan, VeroWhitePlus dan TangoBlackPlus, yang lebih mudah tersedia dan kompatibel untuk dicetak dalam printer 3D polyjet dibandingkan dengan menggunakan hidrogel. Para peneliti juga membuktikan dalam makalah mereka bahwa bahan tersebut mampu mempertahankan kekuatan mekanik yang cukup besar selama dan setelah digerakkan.

Proses terdiri dari pembengkakan elastomer dengan etanol untuk menggantikan fungsi pembengkakan hidrogel untuk menginduksi tekanan pada bahan transisi. Saat dipanaskan, bahan transisi mengubah bentuknya menjadi bentuk kedua. Setelah etanol dikeringkan dari elastomer, memanaskan kembali bahan transisi kemudian akan memungkinkannya untuk kembali ke bentuk aslinya, karena elastomer akan menarik kembali bahan transisi karena energi elastis yang tersimpan di dalamnya setelah pengeringan.

Elastomer memainkan fungsi ganda dalam seluruh proses ini. Ini digunakan baik untuk menginduksi stres pada tahap pemrograman dan untuk menyimpan energi elastis dalam materi selama tahap pemulihan.

Proses pencetakan 4D yang dapat dibalikkan ini juga telah terbukti lebih tepat ketika bahan kembali ke bentuk aslinya dibandingkan dengan peregangan manual atau menyebabkan tekanan padanya. Meskipun masih dalam masa pertumbuhan, pengembangan terobosan ini menyediakan berbagai macam aplikasi di masa depan ketika lebih banyak mekanisme dan lebih banyak bahan tersedia untuk dicetak.

"Sementara pencetakan 4D yang dapat dibalik sendiri merupakan kemajuan besar, dapat menggunakan bahan yang lebih kuat sambil memastikan pembalikan yang lebih tepat selama perubahan bentuk adalah revolusioner karena memungkinkan kami untuk menghasilkan struktur kompleks yang tidak dapat dengan mudah dicapai melalui fabrikasi konvensional. Dengan mengandalkan pada kondisi lingkungan alih-alih listrik, itu menjadikannya pengubah permainan di berbagai industri, benar-benar mengubah cara kami merancang, membuat, mengemas dan mengirimkan produk, "kata Profesor Chua Chee Kai, ketua peneliti dan Kepala Pengembangan Produk Rekayasa di SUTD.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.