三次元高分子印刷用粉末を通る毛細管流の倹約イメージング技術

粉末媒体に噴射するインクジェットベースのバインダーは、積層造形(3D印刷)における重要な技術を表しています。バインダー噴射プロセスは、走査型インクジェット印刷プロセスを使用して、機能性流体を粉末媒体に堆積させることから始まります。具体的には、インクジェットプリントヘッドが粉末表面上を平行移動し、液体結合剤を粉末表面に付着させ、それによって層ごとに固体部分を形成する¹。インクジェットベースのバインダー噴射技術には、一般に、砂、金属粉末、およびポリマー粉末が含まれます。しかし、バインダー噴射における材料のスペースを拡大するには、流体-粉末および粉末-粉末相互作用、トライボロジー、粉末充填密度、および粒子凝集を調べるための基本的なアプローチが必要です。具体的には、流体と粉末の相互作用では、粉末床を通る流体の流れをリアルタイムで画像化する機能が非常に必要です。これは、研究者が特性評価技術として、また流体と粉末のさまざまな組み合わせのスクリーニング方法として含める強力なツールになることを約束します^2,3,4、および粒子床法を利用するコンクリート3D印刷システムなどのより複雑なシステム。

ナノ粒子を含む分子およびコロイド輸送の新しいイメージング技術の開発は、マイクロ流体およびミリ流体研究における活発な研究分野です。イメージング技術による分子間相互作用の調査は、不飽和および非定常流体の流れの条件下でこれらのタイプの相互作用を調べるための研究がほとんど行われていないため、困難な場合があります。文献で報告されている研究の多くは、ガラスビーズ5,6,7,8,9,10,11,12および土壌13,14,15,16,17,18などの飽和した、事前に濡れた多孔質媒体に焦点を当てています。.この技術は非侵襲的アプローチを提供し、高い時間的および空間的分解能をもたらす²、^3、4、19。さらに、開発した技術は、ポリマー粉末に焦点を当て、さまざまな多孔質媒体中のナノスケールおよびミクロンスケールの粒子輸送を特徴付けおよび定量するための新しい方法を提供します。

提案された技術は、モバイルデバイスを利用して、流体粉末床融合技術を利用する3D印刷システムで使用される粉末を代表する粒子寸法の多孔質高分子媒体を介した不飽和で非定常な流体輸送を記録します。この技術は、フローセルが費用効果が高く、再利用可能で、小型で取り扱いが容易であり、質素な科学の支配的な側面を示しているため、有利です。これらの簡単な実験をフィールドスタディに実装する機能は非常に簡単で、光学顕微鏡で必要とされる複雑さ、コスト、および時間を排除します。セットアップの作成の容易さ、迅速な結果へのアクセス、および最小限のサンプル要件を考えると、この手法は診断スクリーニングに最適なプラットフォームです。