Ce logo de preuve de concept a été imprimé en 3D à l'aide d'un nouveau procédé de fabrication additive, dépôt électrophorétique dirigé par la lumière (EPD). Une couche de nanoparticules de tungstène (brun foncé) a d'abord été déposée sur des zones illuminées à travers un masque en aluminium découpé au laser. Le masque a ensuite été changé, avec la solution de nanoparticules, déposer un matériau céramique d'alumine (blanc). À l'avenir, les masques seront remplacés par un masque à projection numérique pour un système de dépôt entièrement automatisé.
(Phys.org) —Depuis près d'un siècle, Le dépôt électrophorétique (EPD) a été utilisé comme méthode de revêtement de matériau en déposant des particules de diverses substances sur les surfaces de divers articles manufacturés. L'un des processus les plus courants et les plus anciens qui utilisent l'EPD est l'application d'une couche d'apprêt sur les nouvelles carrosseries de voitures sur une chaîne de montage de production. La carrosserie de la voiture est chargée positivement tandis que l'amorce liquide dans le réservoir dunk est chargée négativement, forcer l'attraction de l'apprêt sur la surface métallique.
Depuis sa première utilisation, L'EPD a été utilisé pour déposer une large gamme de matériaux sur des surfaces, y compris la céramique, métaux, polymères et même des cellules vivantes. Ce processus éprouvé fonctionne bien mais il est limité. L'EPD ne peut déposer du matériau que sur toute la surface et non de manière spécifique, emplacements prédéterminés, jusqu'à maintenant.
Des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory ont créé une technique appelée dépôt électrophorétique dirigé par la lumière, qui utilise des électrodes photoconductrices et des champs électriques CC pour modeler dynamiquement le matériau de surface. Cela permet l'accumulation de matériau dans des zones ciblées où la lumière entre en contact avec la surface du photoconducteur. Cela permet la création de composites multimatériaux 3D à motifs arbitraires sur de grandes surfaces avec une résolution fine.
La recherche fait l'objet d'un article, "Dépôt électrophorétique dirigé par la lumière :une nouvelle technique de fabrication additive pour les composites 3D à motifs arbitraires, " Publié dans Matériaux avancés .
Les chercheurs ont utilisé l'EPD dirigé par la lumière pour produire un composite de nanoparticules de céramique d'alumine et de tungstène. Initialement, les nanoparticules de tungstène ont été déposées à travers la surface photoconductrice, puis illuminé à travers un masque en aluminium découpé au laser. Un masque de forme différente a ensuite été remplacé avec le nouveau matériau, déposer le matériau céramique. À l'avenir, les masques en aluminium seront remplacés par un masque à projection numérique, similaires à ceux trouvés dans les téléviseurs DLP, pour un système de dépôt entièrement automatisé.
Le dépôt électrophorétique dirigé par la lumière a le potentiel d'élever l'EPD traditionnel à partir d'une seule couche, procédé de revêtement monomatériau à une véritable technique de fabrication additive qui permet de former des composites uniques. Par exemple, les zones vides peuvent être précisément créées dans une pièce pour contrôler les comportements du matériau polymère pour l'absorption d'énergie ou dans le matériau cellulaire pour la création de veines ou de vaisseaux sanguins pour les organes fabriqués.
"Nous avons présenté une nouvelle technique de dépôt électrophorétique basée sur l'utilisation de matériaux légers pour modeler sur une couche photoconductrice. Cela représente une étape importante dans l'avancement du dépôt électrophorétique en tant que méthode de fabrication de composites complexes à motifs 3D, " a déclaré André Pascall, ingénieur de recherche et auteur principal.
