مواد و ساخت پیشرفته

فناوری‌های چاپ "جوهرافشان و غربال" نه‌تنها در صنعت گرافیک مورد استفاده قرار گرفته است بلکه به‌طور فزاینده‌ای نیز برای تحقیقات علمی و کارهای نمونه اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌ویژه چاپ مواد (نیمه) رسانا در دو دهه گذشته مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.
چاپ، که یک فناوری افزودنی را نشان می‌دهد، شکل‌گیری اشیا سه‌بعدی را بر اساس روش لایه به لایه امکان‌پذیر می‌سازد. در سال‌های اخیر، محققان توانسته‌اند مواد جدیدی را در فرایندهای چاپ سه‌بعدی به‌منظور تولید اشیا با کارایی بالا و ویژگی‌های پیشرفته ادغام کنند. علاوه بر این، محققان سعی در بهینه‌سازی خود فرایند چاپ سه‌بعدی، به‌عنوان مثال از نظر سرعت پردازش، اندازه ابعاد مختلف و دقت چاپ دارند.
بااین‌حال، بسیاری از تحولات در این زمینه هنوز فقط از یک ماده واحد برای چاپ اشیا سه‌بعدی " رایج" و بدون قابلیت‌های اضافی استفاده می‌کنند.
چاپ اشیا با قابلیت‌های الکترونیکی یک مفهوم جدید در حوزه چاپ سه‌بعدی است و هنوز هم در مراحل ابتدایی خود قرار دارد. به‌منظور به دست آوردن دستگاه‌های الکترونیکی کاملاً کاربردی، مسئله پردازش و ترکیب موثر مواد مختلف با فناوری‌های معروف و پیشرفته چاپ سه‌بعدی هنوز دارای ابهاماتی می‌باشد. در اینجا، چالش اصلی ترکیب همزمان چند ماده در یک شی سه‌بعدی، سازگاری یک لایه با لایه بعدی است.
این بدان معناست که پس از چاپ یک لایه، لایه‌های قبلی باید با استفاده از بازپخت یا با استفاده از حلال‌های متعامد تثبیت شوند تا از ایجاد ساختارهای نامنظم جلوگیری شود.
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه صنعتی Chemnitz و موسسه Fraunhofer در آلمان، اخیرا تحقیقی را در مواد مهندسی پیشرفته منتشر کرده‌اند که در آن از ترکیب جوهرافشان و چاپ صفحه برای توسعه اشیا چاپی الکترونیکی سه‌بعدی استفاده شده است.
از چاپ صفحه برای چاپ باتری‌های اولیه استفاده شده به‌عنوان منبع تغذیه برای LED حالت جامد استفاده شده است. از چاپ جوهرافشان برای رسوب الکترودهای نقره و ستون‌های فلزی که به‌عنوان اتصالات عمودی روی اسلایدهای شیشه‌ای عمل می‌کنند استفاده شده است.
در اینجا، دو حالت چاپ به‌عنوان ابزار چاپ سه‌بعدی چند ماده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و این امکان را فراهم می‌کند تا از چاپ مسیرهای فلزی و عایق‌های پلیمری برای ساخت اشیا الکترونیکی سه‌بعدی پیچیده و کاربردی استفاده شود. این اشیا از هر دو ماده مبتنی بر نانو ذرات رسانا و نیز مواد پلیمری غیر رسانا تشکیل شده‌اند.
منبع:
https://www.advancedsciencenews.com/3d-printing-electronics-using-a-multi-material-approach/