Хотя 3D печать постоянно применяется в здравоохранении, биомедицинской инженерии и производстве, она все еще довольно ограничена, отчасти потому, что большинство методов позволяют изготавливать детали только из одного материала за раз. Недавно ученые из Университета Висконсин-Мэдисон разработали новый 3D принтер, который использует шаблоны видимого и ультрафиолетового света для 3D печати с несколькими материалами.

Сегодня большинство методов 3D печати работают с отдельными резервуарами со смолой для получения различных материалов в нужных местах. Исследователи обнаружили, что многокомпонентный подход с одним резервуаром был бы более практичным.

Исходные материалы представляют собой простые химические вещества, известные как мономеры, которые полимеризуются вместе в более длинную цепочку химических веществ, например, из пластика. В зависимости от того, какой свет используется, конечный продукт будет иметь различные свойства, например, жесткость.

На картинке выше фиолетовый цвет соответствует жестким эпоксидным областям, отвержденным ультрафиолетовым излучением, тогда как серые представляют собой мягкие и эластичные акрилатные области, отвержденные видимым светом.

Основным препятствием, с которым столкнулись исследователи, была оптимизация химического состава исходных материалов. Сначала они рассмотрели, как два мономера будут вести себя вместе в одном чане. Они также должны были обеспечить одинаковое время отверждения, чтобы твердые и мягкие материалы в каждом слое заканчивали сушку примерно в одно и то же время.

Разработав правильную формулу, исследователи смогли точно определить место отверждения, используя ультрафиолетовый или видимый свет. Теперь авторы хотят устранить ряд недостатков и расширить комбинации мономеров.

По словам разработчиков, использование химических методов для устранения узких мест в инженерном деле — это именно то, что нужно индустрии 3D печати.

Работа была опубликована в журнале Nature Communications.