Nieuws

Printen met geluidsgolven

Marit Smeets | donderdag 20 september 2018
Wiskunde & Fysica, Onderzoek & R&D

Harvard-onderzoekers hebben een nieuwe printmethode ontwikkeld die geluidsgolven gebruikt.

Daardoor is het printen van veel meer soorten materiaal dan voorheen mogelijk. Standaard inkjetprinters creëren druppels door een schokgolf van bovenaf door de vloeistof te sturen. Maar deze techniek is niet effectief voor vloeistoffen met een hoge viscositeit, zoals biopolymeren of vloeistoffen die cellen bevatten. 

Elke vloeistof kan druppelen dankzij zwaartekracht, maar wanneer alleen zwaartekracht wordt gebruikt, blijven de druppels groot en is de druppelsnelheid te laag. Om de zwaartekracht een handje te helpen besloten de onderzoekers de druk van geluidsgolven te gebruiken. Met een zelfgebouwde resonator wisten ze een plaatselijk drukveld om de druppel heen te creëren. Op deze manier werden de druppels met een grote kracht uit het mondstuk van de printer getrokken.

De techniek werkt voor elke vloeistof, ongeacht de viscositeit. Het volume van de druppel schaalt namelijk alleen met de druk van de geluidsgolven. De druppelgrootte kan worden aangepast door de amplitude van de geluidsgolf aan te passen: een grotere amplitude zorgt voor een hogere druk en kleinere druppeltjes.

De onderzoekers hebben de techniek op verschillende materialen getest, variërend van honing tot biopolymeren en gesmolten metalen. Een belangrijke ontdekking was dat de geluidgolven buiten de druppel blijven en de methode dus veilig is voor gevoelige lading in vloeistoffen, zoals levende cellen of eiwitten.

Medicijnen afleveren

Deze techniek heeft veel verschillende toepassingen, bijvoorbeeld voor de fabricage van microcapsules voor het afleveren van medicijnen. Daarnaast is de techniek te gebruiken om menselijk weefsel te printen. Ook voor voedselwaren is de techniek geschikt, de onderzoekers hebben een prachtige chocoladereep met een patroon van honingdruppeltjes gemaakt.

‘Voor een prototype is de printer al erg robuust’, vertelt onderzoeker Daniele Foresti. ‘We zijn nu aan het werk om aanpassingen te maken, zodat de printer daadwerkelijk door bedrijven kan worden gebruikt’.

Ontvang de nieuwsbrief, binnenkort 2 keer per week

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW