Hidrojel tabanlı yeni bir 3D baskı yöntemi, geleneksel metal ve seramik üretimini daha güçlü, daha yoğun ve daha az eğrilen malzemelerle değiştirme potansiyeli taşıyor. EPFL Mühendislik Fakültesi Malzeme ve Üretim Kimyası Laboratuvarı’ndan Prof. Daryl Yee’nin öncülüğünde geliştirilen bu yöntem, geleceğin sensörlerinden enerji sistemlerine kadar birçok alanda kullanılabilecek.
HİDROJELDEN METALE
Araştırmacılar, önce basit bir su bazlı hidrojel yapı iskelesi oluşturuyor. Bu yapı daha sonra metal tuzlarıyla işleniyor ve ısıtma yoluyla metal ya da seramiğe dönüşüyor. İşlem sırasında uygulanan tekrarlı infüzyonlar, metal konsantrasyonunu artırıyor ve sonuçta yoğun, dayanıklı ve orijinal şekle sadık yapılar elde ediliyor. Yöntemin farkı, metal bileşenlerin baskı sırasında değil, sonrasında eklenmesi. Bu da aynı iskeletin farklı malzemelere dönüştürülmesini sağlıyor. Yee, bu süreci “3D baskıdan sonra malzeme seçimi yapılabilen yeni bir üretim paradigması” olarak tanımlıyor.
MÜKEMMEL ŞEKİL, MİNİMAL BÜZÜLME
Yöntemin dayanıklılığı, demir, gümüş ve bakırdan üretilen jiroit adı verilen karmaşık kafes yapılarda test edildi. EPFL’de doktora öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı Yiming Ji, bu yeni yapılarla ilgili olarak, “Malzemelerimiz 20 kat daha fazla basınca dayanırken, yüzde 20 oranında büzülme gösterdi. Bu, önceki yöntemlerle yüzde 60-90 olan değerlerle kıyaslandığında çarpıcı bir gelişme” ifadelerini kullandı.
ENERJİ, SAĞLIK, SENSÖR
Bu yeni 3B baskı yöntemi; biyomedikal cihazlar, katalizörler, enerji dönüşüm sistemleri ve yüksek yüzey alanı gerektiren diğer teknolojiler için umut vadediyor. Dayanıklılığın yanı sıra, hafiflik ve karmaşık geometrilere uygunluk da bu teknolojiyi öne çıkarıyor.
GELECEKTE OTOMASYON PLANI
Araştırmacılar sürecin otomatikleştirilmesi üzerinde de çalışıyor. Prof. Yee, bu konuda “İnfüzyon adımlarının zaman alıcı olması, yöntemin yaygınlaşmasında bir engel olabilir. Bu yüzden robotik sistemlerle işlem süresini kısaltmayı hedefliyoruz,” açıklamasında bulundu.
