Rutgers ingenjörer har skapat ett mycket effektivt sätt att måla komplexa 3D-tryckta objekt, som lätta ramar för flygplan och biomedicinska stentar, som skulle kunna spara tid och pengar för tillverkarna och ge nya möjligheter att skapa "smarta skinn" för tryckta delar.

Resultaten publiceras i tidskriften ACS tillämpade material och gränssnitt .

Konventionella sprayer och penslar kan inte nå alla skrymslen och vrår i komplexa 3D-utskrivna föremål, men den nya tekniken täcker alla exponerade ytor och främjar snabb prototypframställning.

"Vår teknik är ett mer effektivt sätt att belägga inte bara konventionella föremål, men även mjuka hydrogelrobotar, och våra beläggningar är robusta nog att överleva fullständig nedsänkning i vatten och upprepad svällning och avsvällning av fukt, " sa senior författare Jonathan P. Singer, en biträdande professor vid avdelningen för mekanisk och rymdteknik vid School of Engineering vid Rutgers University-New Brunswick.

Ingenjörerna upptäckte nya möjligheter hos en teknik som skapar en fin spray av droppar genom att applicera en spänning på vätska som strömmar genom ett munstycke. Denna teknik (elektrospraydeposition) har använts främst för analytisk kemi. Men under de senaste decennierna, det har också använts i laboratorieskala demonstrationer av beläggningar som levererar vacciner, ljusabsorberande lager av solceller och fluorescerande kvantprickar (små partiklar) för LED-skärmar.

Genom att använda deras tillvägagångssätt, Rutgers ingenjörer bygger ett tillbehör för 3D-skrivare som för första gången, tillåta automatisk beläggning av 3-D-tryckta delar med funktionella, skyddande eller estetiska lager av färg. Deras teknik har mycket tunnare och mer målinriktad färgapplicering, använder betydligt färre material än traditionella metoder. Det betyder att ingenjörer kan använda banbrytande material, såsom nanopartiklar och bioaktiva ingredienser, som annars skulle bli för dyrt i färger, enligt Singer.

Nästa steg inkluderar att skapa ytor som kan ändra deras egenskaper eller utlösa kemiska reaktioner för att skapa färger som kan känna av deras miljö och rapportera stimuli till elektroniken ombord. Ingenjörerna hoppas kunna kommersialisera sin teknik och skapa ett nytt paradigm av snabb beläggning omedelbart efter utskrift som kompletterar 3D-utskrift.