In uno sviluppo che offre grandi promesse per la produzione additiva, I ricercatori della Princeton University hanno creato un metodo per creare con precisione goccioline usando un getto di liquido. La tecnica consente ai produttori di generare rapidamente gocce di materiale, controlla con precisione le loro dimensioni e localizzali all'interno di uno spazio 3D.
Sebbene sia le stampanti 3D che i produttori tradizionali utilizzino già le goccioline per aggiungere con cura materiale ai loro prodotti, il nuovo metodo a getto offre maggiore flessibilità e precisione rispetto alle tecniche standard, hanno detto i ricercatori. Per esempio, l'erogazione di gocce con getti consente dimensioni estremamente ridotte e consente ai progettisti di modificare le dimensioni delle gocce, forme e dispersione, così come modelli di goccioline, al volo.
"Un aspetto fondamentale è la semplicità del metodo, " disse Pierre-Thomas Brun, un assistente professore di ingegneria chimica e biologica a Princeton e il ricercatore capo. "Disegni qualcosa sul computer, e tu puoi crearlo."
In un articolo pubblicato il 28 ottobre su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , i ricercatori descrivono come controllare la dispersione delle gocce da un sottile getto di liquido. Sono stati in grado di iniettare goccioline calibrate di glicerina in un polimero liquido per dimostrare il posizionamento su tre dimensioni, un requisito chiave per la produzione. Indurendo il polimero, i ricercatori sono stati in grado di fissare le goccioline nelle posizioni desiderate. Sebbene i ricercatori abbiano usato la glicerina per l'esperimento, hanno affermato che il metodo funzionerebbe con un'ampia varietà di sostanze comunemente utilizzate nella produzione e nella ricerca.
Il metodo è scalabile e può essere regolato per funzionare con un'ampia gamma di modelli di stampa, hanno detto i ricercatori. I getti possono essere controllati per disperdere le gocce in linee o in onde sinusoidali, creando flessibilità nelle forme fabbricate.
I ricercatori hanno affermato che la tecnica potrebbe essere applicata ad applicazioni tra cui la creazione di ponteggi biomedici, materiali acustici e bioreattori, nonché produzione 3D standard.
I ricercatori hanno affermato che il metodo solleva anche i progettisti dalla necessità di regolare e mettere a punto costantemente le loro macchine per creare forme e dimensioni diverse. Poiché la matematica controlla la dispersione delle goccioline, è facile apportare modifiche per soddisfare i requisiti di un progetto.
"Il nostro approccio è robusto, nel senso che tutto ciò che facciamo è disegnare il getto e le gocce si dispongono da sole, " ha detto Brun. "Penso che sia più facile e forse più versatile rispetto ai metodi attuali".
L'articolo "Unbounded microfluidics:Rayleigh-Plateau instability of a viscous jet in a viscous bath" è stato pubblicato nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
