A 3D nyomtatás egyik legnagyobb kihívása színgazdag printek kivitelezése, a színrészletek, árnyalatok megvalósítása. Több nyomtatótechnológia, például a szelektív lézeres szinterezés (SLS) és a sztereolitográfia (SLA) nemhogy teljes színre (full-color), de közvetlen színes printelésre sem képes.
A spanyol Fotonikus Tudományok Intézetének kutatói gyors és költséghatékony módszert dolgoztak ki a probléma orvoslására.
Az SLS lézerrel szintereli (pörköli) a por alakú anyag, jellemzően nejlon vagy poliamid meghatározott részeit, így alakítva ki rétegről rétegre szilárd 3D szerkezetet.
Az utóbbi években gyakorivá vált a polimerporok szinterezését megkönnyítő fototermális érzékenyítők használata. A porokhoz az energiafogyasztást csökkentő keverékeket, úgynevezett fényérzékenyítőket, például szén nanocsöveket, feketeszenet vagy grafént adnak. Ezek az anyagok a polimereknél sokkal erősebben elnyelik a fényt, valamint hőt továbbítanak, lehetővé téve olcsóbb és alacsonyabb fogyasztású lézerek használatát.
Szénalapú fényérzékenyítőkkel azonban kizárólag fekete vagy szürke tárgyak printelhetők. Ezzel a módszerrel csak a szénalapú anyagok egyértelműen áttetsző megfelelőivel dolgozva hozhatók létre fehér vagy színes nyomatok.
A spanyol kutatók ilyen fényérzékenyítőt kerestek.
A fényt az infravöröshöz közeli tartományban erősen elnyelő, a látható fénnyel viszont csak minimálisan érintkező plazmonikus nanorészecskékből álló speciális anyagot terveztek hozzá.
A szilárd és színes nanokompozit porokhoz szilíciumdioxiddal vontak be arany nanorudakat, majd poliamid porokkal összekeverték őket. A kompozitok az ipari szabvány feketeszénnel összehasonlítva, jelentősen javítottak a fény-hő konverzió mértékén, és kiderült: szinterezhetők alacsony fogyasztású fényforrással, ráadásul fehérebb, illetve – festékkel keverve – élénkebb színű nyomatok készíthetők velük.
Ezek az anyagok olcsók és alkalmasak a nagyszériás gyártásra – hangsúlyozzák az új technológiát szabadalmaztatni szándékozó kutatók. Munkájukkal megnyílik az út a különleges nanorészecskék színes és funkcionális tárgyak nyomtatásakor történő használatához.
