הדפסה תלת-ממדית ושינוי פני השטח של סיטו באמצעות סוג I photoinitiated פילמור העברת שרשרת חיבור-פיצול הפיך

הפרוטוקול הנוכחי מתאר את ההדפסה התלת-ממדית המבוססת על עיבוד אור דיגיטלי של חומרים פולימריים באמצעות פילמור שרשרת חיבור-פיצול הפיך מסוג I פוטוניטיזציה של העברת שרשרת חיבור-פיצול הפיך ואת הבא בתור לאחר הפונקציונליזציה של חומר המקום באמצעות פילמור בתיווך פני השטח. הדפסה בתלת-ממד Photoinduced מספקת חומרים עם תכונות בתפזורת ובאופן רוחבי מותאמות אישית ומבוקרות באופן מרחבי.

פרוטוקול זה מאפשר לכוונן באופן עצמאי את המאפיינים בתפזורת ובבין-דתיים של חומרים המודפסים בתלת-ממד. הדבר מעניק גמישות רבה יותר לעיצוב וליצירת חומרים מורכבים המודפסים בתלת-ממד. טכניקה זו אינה דורשת תנאי תגובה מחמירים וניתן לבצעה באמצעות ציוד זמין מסחרית.

כתוצאה מכך, טכניקה זו מקלה באופן משמעותי על ייצור חומרים מורכבים המודפסים בתלת-ממד. כדי להתחיל, להכין את שרף בתפזורת על ידי שוקל 0.36 גרם של BTPA לתוך בקבוקון ענבר נקי 50 מיליליטר. הוסף 13.63 מיליליטר של פוליאתילן גליקול דיאקרילט ו 14.94 מיליליטרים של DMAm לבקבוקון הענבר באמצעות micropipette.

בבקבוקון זכוכית נקי נפרד 20 מיליליטר מכוסה רדיד אלומיניום, להוסיף 0.53 גרם של TPO. באמצעות micropipette, להוסיף 10 מיליליטר של DMAm לבקבוקון זכוכית 20 מיליליטר המכיל את TPO ולאטום את הבקבוקון באמצעות המכסה. ביסודיות הומוגניזציה הפתרון של TPO ב- DMAm על ידי ערבוב באמצעות מערבל מערבולת במשך 10 שניות ולאחר מכן באמצעות אמבטיה קולית מעבדה סטנדרטית כדי sonicate התערובת במשך 2 דקות בטמפרטורת החדר.

באמצעות פיפטה זכוכית ונורה פיפטה גומי, להעביר את הפתרון מבקבוקון זכוכית 20 מיליליטר לבקבוקון ענבר 50 מיליליטר ולאטום את הבקבוקון עם כובע וסרט פלסטיק יצוק. לנער בעדינות את בקבוקון ענבר 50 מיליליטר ולאחר מכן הניח את הבקבוקון באמבטיה קולית במשך 2 דקות בטמפרטורת החדר כדי להבטיח את התערובת היא הומוגנית. מניחים את בקבוקון הענבר האטום מלא עם שרף בתפזורת במכסה המנוע אדים לשימוש מאוחר יותר.

הכן את שרף פני השטח כפי שתואר בעבר להכנת שרף בתפזורת. לאחר הכנת שרף פני השטח, מניחים את הענבר הנתעב האטום מלא שרף פני השטח במכסה המנוע אדים לשימוש מאוחר יותר. כדי לבצע הדפסה בתלת-ממד, יש לשפוך את השרף בתפזורת שהוכן בעבר לתוך מיכל המדפסת התלת-ממדית, כדי להבטיח שהפתרון מכסה לחלוטין את הסרט התחתון במיכל ללא בועות אוויר או אי-הומוגניות אחרות, ולאחר מכן סגור את מארז המדפסת התלת-ממדית.

נווט/י ב-USB באמצעות מסך המדפסת התלת-ממדית ובחר/י את קובץ הדגם הפרוס על-ידי לחיצה על כפתור המשולש 'הפעל' כדי להתחיל בתהליך ההדפסה בתלת-ממד. על-ידי צפייה במסך מדפסת התלת-ממד, שימו לב היטב למספר השכבות המודפסות והשהו את תוכנית ההדפסה על-ידי לחיצה על כפתור שני הקווים האנכיים השהה במהלך הדפסה בתלת-ממד של השכבה האחרונה של מצע הבסיס. הסירו את כל שלב הבנייה ושטפו בעדינות את שלב הבנייה והחומר המודפס עם 100% אתנול ללא דנטורציה מבקבוק כביסה למשך 10 שניות כדי להסיר שאריות שרף בתפזורת מהחומר המודפס בתלת-ממד ומב הבנייה.

בעזרת אוויר דחוס, ייבשו בעדינות את החומר המודפס בתלת-ממד ובנו שלב להסרת אתנול שיורית ולאחר מכן הכנסו מחדש את שלב הבנייה למדפסת התלת-ממד. הסירו את המיכל ממדפסת התלת-ממד ושפכו את השרף בתפזורת הנותרת לתוך שפל ענבר, ואחסנו את הנתעב במקום קריר וחשוך. באמצעות 100% אתנול ללא דנטורציה מבקבוק כביסה, לשטוף בזהירות את המיכל כדי להסיר כל שאריות שרף בתפזורת.

יבש את המיכל באמצעות זרם של אוויר דחוס כדי להסיר כל אתנול שיורית ולהכניס מחדש את המיכל למדפסת 3D. כדי לבצע פונקציונליזציה של פני השטח, יש לשפוך את שרף המשטח שהוכן בעבר לתוך מיכל המדפסת התלת-ממדית, כדי להבטיח שהפתרון יכסה לחלוטין את הסרט התחתון ללא בועות אוויר או אי-אורגניות אחרות, ולאחר מכן סגור את מארז המדפסת התלת-ממדית. לחדש את תוכנית ההדפסה בתלת-ממד על-ידי לחיצה על כפתור המשולש הפעל כדי לאפשר לתבנית פני השטח שנקבעה מראש להתרחש.

לאחר השלמת תוכנית ההדפסה, הסר את שלב הבנייה מהמדפסת התלת-ממדית ושטוף במשך 10 שניות עם אתנול 100% לא מנוטרל באמצעות בקבוק כביסה להסרת שאריות שרף משטח מהחומר המודפס בתלת-ממד ושלב הבנייה. בעזרת אוויר דחוס, ייבשו בעדינות את החומר המודפס בתלת-ממד ובנו שלב להסרת שאריות אתנול. בעוד עדיין מחובר לשלב הבנייה, לאחר לרפא את החומר על ידי היפוך שלב הבנייה כולו והצבתו תחת אור 405 ננומטר במשך 15 דקות.

הסר בעדינות את החומר המודפס בתלת-ממד בעל פונקציונליות פני השטח משלב הבנייה באמצעות לוח מתכת דק או מגרד צבע. כדי לבצע את ניתוח הפלואורסצנטיות, מקם את החומר בעל תפקוד פני השטח המודפס בתלת-ממד מתחת למנורת פריקה של גז אולטרה סגול של 312 ננומטר במקום חשוך, מה שמבטיח שהשכבה בעלת תפקוד פני השטח פונה כלפי מעלה. הפעל את המנורה כדי להקרין ברציפות את שכבת פני השטח באור 312 ננומטר ולהתבונן בתבנית הפלואורסצנטית.

כדי לבצע את ניתוח תכונות המתיחה, מקם את הדגימות בצורת עצם הכלב בין האחיזות של מכונת בדיקה מתיחה, ומבטיח שהחומר המודפס בתלת-ממד ממוקם באופן שווה במרחק של 50.3 מילימטרים. הפעל את התוכנית כדי להשיג כוח לעומת נתוני נסיעות. לאחר הדפסה תלת-ממדית ותפקוד פני השטח, החומר נרפא לאחר הקרנה של 405 ננומטר.

זה נצפתה כי החומרים פונקציונליים היו צהובים אבל שקוף מאוד עם צורות מוגדרות היטב. החומרים הפונקציונליים אינם מראים פלואורסצנטיות בחושך. עם זאת, עם הקרנה אולטרה סגולה, פלואורסצנטיות פני השטח נפתרה מרחבית נצפתה באזורים המוקרנים באור במהלך שלב פונקציונליזציה פני השטח, גלוי כמו דפוס יין-יאנג מוגבה מעט.

תמונות פלואורסצנטיות הראו כי החלק התחתון של החומר לא הראה פלואורסצנטיות תחת הקרנת אור אולטרה סגולה. עם זאת, הצד העליון של החומר הראה פלואורסצנטיות חזקה בתבנית היין-יאנג. התכונות המכניות של הדגימות בצורת עצם כלב מודפסות בתלת-ממד נותחו והושגה עקומת מתח-מתח.

החומר הראה עיוות אלסטי, מתן מתח תשואה של כ 25 מגה פסקל, ולאחר מכן עיוות פלסטיק לפני כישלון. ההארכה בהפסקה הייתה כ -12% בעוד הלחץ בהפסקה היה כ -22 מגה פסקל. המודולוס של יאנג חושב להיות כ 7 מגה פסקל, בעוד הקשיחות הייתה כ 115 מגה ג'אול למטר מעוקב.

חשוב לוודא כי תושב פני השטח מכסה לחלוטין את סרט המע"מ והוא נקי מבועות אוויר או פגמים אחרים שעלולים להוביל לחריגות מתבנית פני השטח המיועדת.