Naukowcy z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) podjęli krok w kierunku tworzenia bardziej precyzyjnych i jednolitych części drukowanych w 3D (takich jak spersonalizowana protetyka i materiały dentystyczne), demonstrując sposób pomiaru szybkości występowania mikroskopijnych obszarów płynnych surowców. Metoda twardnieje w mocny plastik pod wpływem światła.
Dostosowany do potrzeb klienta mikroskop sił atomowych (AFM) firmy NIST ma cylindryczną końcówkę w skali nano, ujawniającą złożony proces utwardzania żywicy, ponieważ reagują one pod wpływem światła, tworząc polimery, i konieczne jest kontrolowanie, ile energii światła dostaje się do formowania polimeru i drukowania 3D procesy. Wielkość dyfuzji lub dyfuzji.
Eksperyment NIST, opisany w nowej pracy, pokazuje, że ogólne warunki ekspozycji (a nie całkowita energia światła powszechnie zakładana) kontrolują stopień dyfuzji polimeru. Na przykład zwiększenie natężenia światła na stały lub krótki czas zmniejszy współczynnik konwersji żywicy w polimer i może zdeformować kształt części drukowanej. Pomiary te wymagają tylko kilku mikrolitrów żywicy, co pozwala na obniżenie kosztów produkcji i testowania nowych żywic.
Lider projektu Jason Killgore (Jason Killgore) powiedział: „Te badania naprawdę odkrywają unikalny wgląd w procesy i materiałoznawstwo zapewniane przez naszą nową technologię metrologiczną”.
Ta praca opiera się na powiązanej metodzie AFM (Sample Coupled Resonance Photodynamics (SCRPR)) opracowanej wcześniej przez zespół NIST, która może mierzyć właściwości i metody materiałów w czasie rzeczywistym w najmniejszej skali podczas procesu utwardzania. Pomiary te są wykonywane przy użyciu konwencjonalnej stożkowej sondy AFM, która ma nachylone boki i dlatego nie może wiarygodnie zmierzyć przepływu lub grubości lokalnych cieczy, co technicznie nazywa się lepkością.
Teraz naukowcy z NIST określili ilościowo lepkość, konwersję i dyfuzję za pomocą cylindrycznej sondy AFM, która ma proste boki i stały przepływ cieczy. Ponieważ sonda zaburza żywicę, jej drgania zostaną zmniejszone o pewną wartość, w zależności od długości cylindra i lepkości płynu. Wzrost lepkości ciekłej żywicy jest powiązany ze współczynnikiem konwersji, dzięki czemu można zmierzyć ewolucję polimeru w przestrzeni i czasie.
Naukowcy wykorzystują obliczeniową dynamikę płynów do symulacji zmian siły i prędkości nanocylindrów, które spowalniają lub tłumią oscylacje, aby określić ilość żywicy, na którą wpływa ruch. Korelując tłumienie SCRPR z lepkością żywicy i współczynnikiem konwersji, naukowcy wykreślili przestrzenną zależność między współczynnikiem konwersji a czasem w różnych warunkach ekspozycji.
AFM jest wyposażony w modulator światła, który kieruje rozproszone światło z diody LED na próbkę żywicy. Wyniki pomiarów szybkości konwersji żywicy szybkoutwardzalnej wykazały, że w ciągu kilku sekund po ekspozycji polimer akumulował dziesiątki mikronów ze źródła światła, co wskazuje na stopień i szybkość dyfuzji. Bardzo ważna jest wielkość wzoru światła. Przy danym natężeniu i czasie trwania światła szersze funkcje powodują wyższe współczynniki konwersji.
SCRPR wzbudził zainteresowanie branży. Killgore powiedział, że do tej pory firma odwiedziła NIST i korzystała z tego instrumentu.
Link do tego artykułu: Wibracje nanocylindra pomagają określić ilościowo utwardzanie polimeru drukowanego w 3D
Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji 
