Fantastiska former kan göras med 3D-utskrift, men för många applikationer måste det använda materialet vara mycket starkare än vad som för närvarande är tillgängligt. Detta är något som kemister i Eindhoven arbetar med:"Materialet som används av den nuvarande generationen 3D-skrivare liknar spaghetti. Vi gör spaghetti som håller ihop som kardborreband."

"Den forskning vi gör är något generisk, medan det i Maastricht är mer applikationsbaserat. Det framgår av deras presentationer, som innehåller bilder av djur som har skurits upp, "säger Hans Heuts. Hans röst förråder en mild fasa, fick hans kollega Rint Sijbesma att skratta högt. Inte en enda droppe blod rinner från deras egen forskning vid kemifakulteten vid Eindhoven tekniska universitet, även om det i slutändan tillämpas i 3D-tryckning av proteser och implantat. Det finns ett område där de och deras Maastricht -kollegor har något gemensamt, dock:forskargrupperna utvecklar både ny plast och geler baserade på dynamiska kemiska bindningar. Dessa är kemiska föreningar i ett ämne som lätt separeras och ändå lätt återbindas.

Dynamiska bindningar säkerställer att ämnets egenskaper kan förändras under eller efter deras produktion. "Vi arbetar med starkare material för 3D-utskrift, "förklarar Sijbesma." Gelerna som tillverkas i Maastricht är avsedda att användas på människor, för att införa stamceller i kroppen, till exempel. "Ett tredje forskningsprojekt pågår också i Eindhoven som en del av det gemensamma DYNAM-forskningsprogrammet. Kemisten Albert Schenning arbetar med 4-D-utskrift. Han utvecklar material som reagerar på yttre signaler, som ljus. "Du kan göra mycket exakta former genom att utsätta materialet för ljus, "säger Sijbesma. DYNAM är ett forskningsprogram där de två universiteten arbetar i partnerskap med DSM, Brightlands Materials Center, den nederländska organisationen för tillämpad vetenskaplig forskning, och Xilloc, ett ungt företag för måttliga medicinska implantat. Xilloc-webbplatsen har iögonfallande bilder av 3D-tryckta delar av skalle, en av de applikationer som kommer att tänka på med medicinsk 3D-utskrift.

Nytt tryckmaterial

Det är möjligt att skapa former med 3D-utskrift som inte enkelt kan göras med traditionella metoder-ett exempel är två sömlöst sammanlänkade krokar. Inga formar behövs heller, vilket är användbart för objekt som är unika eller skräddarsydda implantat eller proteser. Kemisterna Sijbesma och Heuts utvecklar nya material för lasersintring, en tryckteknik där pulverlager smälts samman till ett föremål med hjälp av laser. "Den höga precisionen är fantastisk, och du behöver inte en stödyta som du gör med andra 3D-utskriftsmetoder, säger Heuts, "men resultatet är långt ifrån lika starkt som med formsprutning, till exempel."

Sijbesma och han arbetar därför med ny plast som gör att det smälta pulvret kan fästa mer effektivt. "Normala polymerer är ungefär som spagettistrådar, som fäster eftersom de trasslar in sig i varandra. Vi förbättrar deras vidhäftningsstyrka genom att lägga till dynamiska bindningar. Det är då du får det vi kallar kardborrspaghetti, "förklarar Heuts. Vid höga temperaturer, kardborrebandet separeras och plasten flytande. Sijbesma:"Som ett resultat, det är lätt att arbeta med vid höga temperaturer. "När det svalnat, materialet är stenhårt.

Forskningen går bra. Flera nya material skapas i labbet. "Du provar alla möjliga saker som du tror kan fungera, "säger Sijbesma. Ibland fungerar saker bra, andra gånger mindre. "Ett av materialen vi tillverkade visade sig faktiskt vara extremt sprött." Kollegor från Institutionen för maskinteknik testar för närvarande de bästa materialen. Heuts fortsätter:"De tittar på om pulvren flyter" snyggt "in i varandra när de värms upp." Detta betyder inte att Sijbesma och Heuts arbete är gjort. "Om, till exempel, ett annars mycket lovande material smälter inte vid rätt temperatur, då måste vi börja jobba där vi slutade. "

Extruder

Man måste också överväga rätt produktionsmetod. En extruder kommer inom kort - en utrustning som används flitigt inom plastkemikaliesektorn. Detta är en typ av spruta som plastkorn kommer in i på ena sidan, och från vilken smält plast kommer ut från den andra. "Utgångspunkten för vår forskning är att vi använder enkel kemi och mycket använda utgångsmaterial, "Heuts betonar." Grunden vi använder är en kommersiell DSM -polyester. Vi lägger till en annan substans till det för att skapa de dynamiska bindningarna. "Med hjälp av extrudern, han skulle vilja se om denna blandning fungerar i större skala. "Med lite tur, vi kommer att lägga våra utgångsmaterial i extrudern och vår nya plast kommer ut som en vätska, säger han. Om detta verkligen händer, steget mot kommersiell användning skulle förenklas avsevärt. Sijbesma:"För närvarande, vi använder bara små mängder pulver, några gram, men jag tror inte att uppskalning borde vara ett problem. "

De starka materialen har specialdesignats för 3D-utskrift, men kan också användas inom andra områden. Reparerbar plast, till exempel. "Det flyter när du värmer upp det, och är stark när den svalnar. Du kan därför reparera ett brott genom att värma upp plasten, "förklarar Heuts." Det är fortfarande spekulationer, men den kan användas för reparation av vindkraftverk. "

"Eller barns plastleksaker, "tillägger Sijbesma, "så att du slipper slänga dem när en bit går sönder." Tills vidare, allt detta är bara spekulationer självklart, och Sijbesma och Heuts har mer angelägna frågor i åtanke. Först, de vill uppnå det de lovade i sitt forskningsförslag-utveckla ett starkt material för 3D-tryckning. "Tills vi har gjort det, resten är bara buller. "