Nieuws

Mozaïeken printen in een moordtempo

‛Je moet inkt en kanaal op elkaar afstemmen, daar komt het op neer’, vertelt Claas Willem Visser. Als postdoc aan de Harvard-universiteit droeg hij bij aan de ontwikkeling van een 3D-printer die per seconde 50 ‛voxels’, een soort stevige druppeltjes van acht verschillende pasta-achtige inkten, in willekeurige volgorde uit een en dezelfde spuitkop drukt. Zo kan die kop een bont 3D-mozaïek opbouwen waarin sterk uiteenlopende materiaaleigenschappen naadloos zijn te combineren.

Op 13 november presenteerden Visser, zijn begeleider Jennifer Lewis en collega’s Mark Skylar-Scott en Jochen Mueller de eerste resultaten in Nature. Voorlopig hoogtepunt is een robot die ‛loopt’ op pootjes, geprint uit een combinatie van star en flexibel siliconenrubber. Ze vervormen wanneer je de binnenkant vacuüm trekt.

De reeds genoemde kanalen, zelf ook 3D-prints, zijn Y-vormig en verbinden de inktreservoirs met de gemeenschappelijke spuitkop. Door simpelweg een dosis lucht in een reservoir te persen kies je de inkt voor de eerstvolgende voxel. Die komt er dan binnen een paar milliseconden uit, zodat je een printtempo kunt halen dat tot nu toe alleen mogelijk was met inkjets en dun vloeibare inkt. Maar het gebeurt pas als de druk hoog genoeg is om de yield stress van de inkt in kwestie te overwinnen. ‛Alsof je tandpasta in een Super Soaker doet’, verduidelijkt Visser.

Voorkomen dat je de vloeistof het andere been van de Y in drukt en zo de inkten met elkaar vermengt, is volgens hem de grote uitdaging. Met dunne inkt lukt het per definitie niet, met visco-elastische pasta’s vraagt het enige handigheid. ‛We hebben een analytisch model ontwikkeld dat laat zien wat je moet doen om bepaalde inkten te kunnen gebruiken. Kies je er twee met sterk verschillende viscositeit, dan moet je bijvoorbeeld een van beide kanalen heel lang of heel dun maken. Het model werkt nog beter dan we hadden verwacht: we begonnen met twee kanalen maar het gaat ook goed met vier of acht’, vertelt Visser.

Het is ook al gelukt om maximaal 128 spuitkoppen parallel aan elkaar te monteren zodat je in een keer een veel groter oppervlak kunt bestrijken. Voorlopig levert dit multimaterial multinozzle 3D printing (MM3D) alleen repeterende mozaïekpatronen op, maar Visser verwacht dat je op termijn alle nozzles afzonderlijk moet kunnen aansturen.

Dat laat hij verder aan Lewis over. Inmiddels werkt hij als docent aan de Universiteit Twente aan een ander project: schuim printen uit druppels die luchtbellen bevatten

Ontvang de nieuwsbrief, binnenkort 2 keer per week

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW