Materia blanda voxelada mediante impresión 3D con múltiples boquillas de materiales

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La robótica
• Fabricación aditiva

Sus antecedentes:

• La fabricación de materia voxelada está ganando interés, y la impresión 3D por inyección de tinta es el método principal para la creación de voxel de alta precisión.
• La dependencia de la impresión por inyección de tinta en tintas de baja viscosidad limita las opciones de materiales, mientras que la escritura directa con tinta tiene problemas con la generación de voxel multimaterial.
• Los métodos actuales se enfrentan a desafíos en la creación de estructuras voxeladas complejas y multimateriales con diversas propiedades.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo método de impresión multimaterial en 3D (MM3D) para la fabricación de material blando voxelado.
• Para permitir la programación de la composición, la función y la estructura en la escala voxel.
• Para superar las limitaciones de las técnicas de impresión 3D existentes para el patroneado de materiales complejos.

Principales métodos:

• Capas de impresión MM3D desarrolladas que utilizan un comportamiento similar al diodo en las uniones de materiales para la conmutación de alta frecuencia.
• Habilitado el cambio sin costuras entre hasta ocho materiales viscoelásticos diferentes.
• Se logró la creación de voxel con volúmenes que se acercan al diámetro de la boquilla en cubos.

Principales resultados:

• Diseñado y fabricado con éxito voxelated materia blanda con propiedades programadas.
• Se demostró la fabricación de un patrón de origami Miura y un robot blando parecido a un milpiés.
• Tintas epoxi y elastómeros de silicona coimpresas con una rigidez que varía en varios órdenes de magnitud.

Conclusiones:

• La impresión MM3D amplía significativamente la gama de materiales y la complejidad alcanzables en materia voxelada.
• El método permite un control sin precedentes sobre las propiedades de los materiales y el diseño estructural a escala microscópica.
• Este avance abre nuevas posibilidades para crear materiales y dispositivos blandos sofisticados.