{{{sourceTextContent.title}}}

Impresión Kapton de Virginia Tech Researchers 3D usando la escritura directa de la tinta

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

El año pasado, un grupo de investigadores de Virginia Tech desarrolló un método para 3D la impresión Kapton, a hoja-como el polyimide que posee termal excelente y la estabilidad química y por lo tanto es de uso general en el aislamiento para los usos aeroespaciales. También actúa como aislador eléctrico y es resistente a la radiación ultravioleta. No disuelve en solventes y tiene una temperatura de la degradación alrededor de 550°C.

{{{sourceTextContent.description}}}

“(Kapton) puede soportar toda clase de insultos ambientales duros: radiación, temperatura alta, reactivo químicos,” dijo Timothy Long, un profesor de la química y al director del instituto de la innovación de las macromoléculas de Virginia Tech (MII). “Es una de estas moléculas que es el último en términos de funcionamiento.”

Antes del estudio del año pasado, Kapton estaba solamente disponible en hojas bidimensionales finas, como la cinta o la “hoja de oro” que envuelve alrededor de los satélites para aislarlos, pero los investigadores entonces imaginaron cómo a la impresión 3D el material usando SLA. Ahora han desarrollado un segundo método para 3D que imprimía Kapton: escritura directa de la tinta, o DIW. Detallaron su investigación en un papel reciente titulado “tinta directa Ultravioleta-ayudada escriben aditivo para fabricar Polyimides Todo-aromático. “

“Si usted piensa en el calafateo de una bañera o el adornamiento de una torta con la formación de hielo, (DIW es) un proceso muy similar,” dijo a Daniel Rau, uno de los co-autores y de un estudiante del Ph.D. en el diseño, la investigación, y la educación para el laboratorio aditivo de los sistemas de fabricación (SUEÑOS) en el departamento de ingeniería industrial. “Porque es tan simple, (DIW) nos da flexibilidad increíble en la tinta, la síntesis, y las propiedades que tiene.”

Después de que 3D que imprimía el material usando la escritura directa de la tinta, las piezas impresas tuviera propiedades similares a la película disponible en el comercio de Kapton. Tenían propiedades mecánicas similares hasta 400°C, y su temperatura de la degradación era 534°C. según Rau, mientras que SLA es mejor para 3D que imprime objetos enteros, escritura directa de la tinta es mejor para 3D que imprimía diversos materiales de lado a lado.

“Todos los diversos procesos de fabricación aditivos son como diversas herramientas en el taller,” Rau dijo. “Usted tiene martillos y que tiene sus fuerzas. Usted tiene sierras y que tiene sus fuerzas.”

Además de la impresión del multi-material 3D, los investigadores pueden también ahora imprimir Kapton directamente sobre un material existente usando la escritura directa de la tinta, dijeron a Christopher Williams, director del laboratorio de los SUEÑOS y director adjunto de MII. Pueden también imprimir el material en superficies curvadas.

“Tan pronto como podíamos imprimir Kapton, la gente nos preguntó que sobre usos,” Williams dijo. “La respuesta que dimos a menudo era electrónica impresa, pero ésa está desafiando para hacer en estereolitografía. Esta nueva técnica podría permitir realmente que como miramos hacia la impresión simultánea de materiales conductores y de este aislador excelente.”

En el estudio del año pasado en la impresión de SLA 3D, Jana Herzberger, estudiante postdoctoral en el grupo largo, creó un polímero del precursor a Kapton en forma líquida. El líquido no trabajaría para la tinta directa que escribe porque no llevaría a cabo su forma después de la protuberancia. En lugar, Herzberger creó una resina con una consistencia similar a la mantequilla de cacahuete.

“Cuando el Dr. Williams nos desafió a modificar la resina para la tinta directa escriba el proceso, pensamos todo lo que sería bastante directo,” Herzberger dijo. “Resultó que ruta ‘fácil la’ no funcionó, y tuvimos que hacer algunas modificaciones a la resina original. A menudo las épocas, sinteticé una resina y estudié sus propiedades reológicas [la reología es el estudio de cómo los flujos de una cuestión o los movimientos en presencia de la deformación], y a Danny probado si se realizó en la impresora como predijimos. Era una nueva experiencia para que trabaje con los ingenieros, y yo piensa que aprendimos mucho de uno a y que mejoramos nuestras capacidades de comunicación un poco.”

Herzberger y Rau ambos trabajaron en encontrar el equilibrio correcto de una tinta que ella podría sintetizar y él podría imprimir.

“Ambos tuvimos que encontrarnos en el centro y hacer concesiones y comunicar,” Rau dijo. “Esto era una gran sociedad — un proceso iterativo — para hacer esta tinta imprimible. Ningunos de nosotros tenían el conocimiento a ir de la creación material a la partición final”

Los grupos largos y de Williams trabajaron de cerca juntos también para crear el nuevo método.

“Mi grupo hace las macromoléculas y el grupo de Chris las pone en formas geométricas únicas,” Long dijo. “Es casi como un grupo que trabaja junto para solucionar preguntas realmente complejas como esto.”