Szingapúri és izraeli felsőoktatási intézmények (Szingapúri Műszaki és Design Egyetem Digitális Gyártás és Tervezés Központja, CREATE, Jeruzsálemi Héber Egyetem) közös projektje komoly áttörést ért el a 3D nyomtatóanyagok világában: printelhető, remekül nyújtható, UV-vel kezelhető elasztomereket fejlesztettek. Az 1-től 1100 százalékig nyújtható elasztomereket „minden idők” legrugalmasabb anyagaiként harangozzák be.
Mik és mire használhatók az elasztomerek?
Az elasztikus és polimer szavakat összevonó elasztomer rugalmas polimert jelent, mint például a kaucsuk, vagy még markánsabban a gumi. A Wikipédia alapján „az elasztomerek kis erő hatására is könnyen deformálhatók, és az erő megszűnte után viszonylag nagymértékben felveszik a deformáció előtti alakjukat (a gumi majdnem teljesen, a kaucsuk kicsit kevésbé).” Organikus vagy elasztikus tulajdonságokkal rendelkező szintetikus polimerként is szokták definiálni őket.
Az üvegállapotú polimerek (a hőmérséklet alacsonyabb az adott polimer üvegesedési hőmérsékleténél) az adott hőmérsékleten nem ebbe, hanem a hőre lágyuló polimerek kategóriájába tartoznak. Nem elég mozgékonyak ahhoz, hogy elasztomerek lehessenek. Köztük és az elasztomerek közötti átmeneti kategóriát jelentik a gyártáskor hőre lágyuló, a termék felhasználásakor pedig rugalmas termoplasztikus anyagok.
Ezek az anyagok a sokak szerint a szakterület jövőjét jelentő puha robotikától (soft robotics) kezdve, mesterséges anyagokon (metaanyagokon), biomedikális műszereken keresztül a rugalmas elektronikáig, sokféle alkalmazásban bizonyítottak.
Elasztomerek a 3D nyomtatásban
Az additív gyártásban viszont korlátozott mértékben használnak elasztomereket. Eddig legalábbis így volt, és a kötelező hőkezelés volt az oka. A legnépszerűbb elasztomereket, szilikon-gumi anyagokat mostanáig inkább hagyományos gyártótechnikákkal, például öntéssel, vágással stb. dolgoztak meg.
Nyomtatható elasztomerek léteznek már, például a Sculpteo is dolgozik elasztomer poliuretánnal, csakhogy ezek az (UV-s 3D printelésre valóban alkalmas) anyagok feldolgozott állapotban nem nyújthatók 200 százaléknál többre, és így kevésbé hasznosak sok alkalmazásra.
„Elasztomerünk több mint ötször rugalmasabb bármelyik kereskedelmi forgalomban kapható elasztomernél, és tökéletesen alkalmas az UV-kezelésen alapuló 3DP technikákhoz” – jelentette ki a fejlesztések egyik vezetője, a szingapúri Qi Ge professzor.
Nagyfelbontású 3DP módszerekkel komplex 3D rácsokat és szerkezeteket nyomtattak az új elasztomerekből. Bebizonyosodott, hogy bonyolult formák és geometriák hozhatók létre velük. 3D printeléssel és ezekkel az elasztomerekkel (SUV, stretchable and UV curable elastomers) órákról, sőt, napokról néhány percre, órára csökkenthető a gyártási idő, a hagyományos gyártás bonyolult és időigényes lépései 3D nyomtatásra redukálhatók.
Az új fejlesztéssel komoly változások várhatók. A bizonyítottan remek mechanikai tulajdonságokkal rendelkező anyagokkal rugalmas elektronikai tárgyak, például villanykapcsolók készíthetők. A kapcsolókat bemutatón tesztelték, és ezer ki-bekapcsolás után is hibátlanul működtek.
