Vlevo 3D tištěný objekt z hydrogelu, vpravo stejný objekt obarvený elektrosprejování. Kredit: J.P. Singer/Rutgers University–New Brunswick.

3D tiskárny dovedou vytisknout úžasné věci. Některé 3D tištěné objekty mají tak delikátní a složitou strukturu, že jen přechází zrak. Bez 3D tisku bychom na něco takového nejspíš mohli zapomenout. Problém ovšem přichází ve chvíli, kdy takový objekt potřebujeme nabarvit, případně potáhnout nějakým funkčním povrchem, aniž bychom u toho dramaticky plýtvali materiálem, časem a financemi.

Jonathan P. Singer.

Kredit: Rutgers University.

Jonathan Singer z americké Rutgers University a jeho kolegové vymysleli nový postup, díky němuž lze jednoduše a efektivně barvit i ty nejšílenější 3D objekty. Singerův tým si vypůjčil již existující technologii electrospray deposition a přizpůsobil ji použití pro úpravu povrchu 3D objektů.

Nanášení s využitím elektrostatických sil spočívá v tom, že kapalina s příslušným materiálem prochází tryskou a kapičky mlhy s barvivem se v poli vytvářeném proudem o vysokém napětí, nabijí. Mlha elektricky nabitých mikrokapiček se nalepuje na povrchy, s nimiž se setkají. Mikrokapičky se dostanou dokonce na povrchy, které nejsou orientované směrem k trysce. Tato technologie se již využívala například při tvorbě povrchů obsahujících vakcínu v medicíně anebo vrstev absorbujících světlo v solárních článcích. Tým Rutgers ve svých experimentech tímto způsobem nanášel filmy z polymerových materiálů na komplexní 3D tištěné objekty, které byly vytištěny z různých typů materiálů.

Rutgers University, logo.

Popsaným způsobem  lze dokonce vytvořit takový povrch i na 3D tištěném objektu z velmi měkkého materiálu, jako jsou například hydrogely. Takové hydrogelové 3D tištěné objekty mohou bobtnat a smršťovat se, když absorbují, respektive uvolňují vodu, a nabarvené povrchy zůstanou netknuté. Zároveň jde o velmi úsporný postup, při němž se na úpravu povrchu spotřebuje jen malé množství dotyčného materiálu.

Singer s kolegy teď vyvíjejí zařízení, které bude možné přidat k již existujícím 3D tiskárnám. S ním pak bude možné vytvářet na 3D tištěných objektech barevné i jiné povrchy. Vzhledem k tomu, jak je nová metoda účinná a úsporná, by mohla najít uplatnění také mimo oblast 3D tisku. Hodila by se například při aplikaci povrchů, které obsahují speciální nanočástice či bioaktivní složky, co jsou příliš drahé na to, aby se s nimi mohlo lehkomyslně plýtvat.

Literatura

Rutgers University 28. 4. 2020.