Onderzoekers ontwikkelen het meest rekbare 3D-printbare materiaal ooit

Onderzoekers uit Singapore en Israël tonen een scala aan zeer rekbare materialen voor vat polymersation 3D-printen (DLP). Het team is er ook in geslaagd om flexibele elektronica te maken, bijvoorbeeld een flexibele switch die elektriciteit geleidt.

De rekbare en met UV-licht uithardbare elastomeren (SUV) worden gemaakt door bepaalde harsen te mixen. Dit harsmengsel wordt vervolgens 3D-geprint via een Pico Plus39 LED DLP 3D-printer van het Australische bedrijf Asiga. Om de elasticiteit te behouden wordt het harsbadje aangepast om een constante temperatuur van 70 graden celsius te behouden.

Hoewel ze voornamelijk werken met DLP geven de auteurs ook aan dat de techniek over te zetten is op andere vat polymerisation-methodes zoals SLA en CDLP.

Als onderdeel van het onderzoek, werden verschillende flexibele structuren onderzocht, waaronder een zachte aandrijver, verantwoordelijk voor het aansturen van een mechanisme. Verder een flexibele grijper, voor het voorzichtig grijpen van objecten en een squashy Bucky ball. Een Bucky ball is een natuurlijk voorkomende carbon-vorm op aarde en in de ruimte. In dit geval is een Bucky ball-vorm gebruikt om te demonstreren hoe een complexe geometrie van een DLP 3D-print eruit ziet. De structuur is in te knijpen en uit te rekken en te gebruiken als een geleidende elektriciteitsswitch.

Nadat de Bucky-switch 1.000 keer was ingedrukt, behield het nog steeds haar elasticiteit en bleek het in staat om een lampje aan te doen. Verder testten de onderzoekers de SUV-materialen als een organische wormvormige aandrijver. De aandrijver werd gemonitord met het oog op haar effecten in perslucht. In de test buigt het in een boog waarmee het laat zien hoe het gebruikt kan worden voor pneumatische controles in een machine.

En in een flexibele klauwvorm demonstreren de onderzoekers hoe de materialen gebruikt kunnen worden voor het op zachte wijze grijpen van allerlei gevoeligen objecten. “Onze nieuwe elastomeren kunnen tot wel 1100% opgerekt worden wat meer dan vijf keer zo veel is als de rek bij een breuk van alle commercieel beschikbare elastomeren die geschikt zijn voor UV-uithardings 3D-printtechnieken.”

Biao Zhang en Amir Hosein Sakhaei van de Singapore University of Technology and Design werkten aan het onderzoek, samen met Michael Layani van de Nanyang Technological University in Singapore, en Shlomo Magdassi & Dinesh K. Patel aan The Hebrew University of Jerusalem, Israel.