ไม่มีต้นไม้ใดได้รับอันตรายจากการพิมพ์ 3 มิติของไม้ชิ้นนี้
เมื่อแห้ง ‘หมึก’ ที่ทำจากเศษไม้จะบิด ม้วนงอ และพับเป็นรูปทรงสามมิติที่ซับซ้อน
นักวิทยาศาสตร์เพิ่งแสดงวิธีการพิมพ์ไม้เรียบ 3 มิติ เพื่อแปลงร่างเป็นรูปร่างที่ซับซ้อนตามต้องการในภายหลัง เคล็ดลับ: พวกเขาอาศัยสิ่งที่อาจเป็นอุปสรรค — แนวโน้มที่ไม้ชื้นจะบิดเบี้ยวเมื่อแห้ง
สิ่งนี้เป็นมากกว่าการพิมพ์ 3 มิติเท่านั้น Shlomo Magdassi กล่าว เขาศึกษาด้านนาโนเคมีที่มหาวิทยาลัยฮิบรูในกรุงเยรูซาเลม ประเทศอิสราเอล ทีมของเขาพิมพ์วัตถุที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาหรือตอบสนองต่อบางสิ่ง นั่นเปลี่ยนให้เป็นการพิมพ์สี่มิติหรือ 4 มิติ
พืชเป็นแรงบันดาลใจให้กับงานนี้ Doron Kam สมาชิกในทีมที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยฮิบรูกล่าว ฝักเมล็ดบางตัวหดตัว บิดตัว และแตกออกเมื่อแห้ง ทำให้สินค้าหกล้น การกระทำที่บิดเบี้ยวนั้นเกิดจากการที่เส้นใยไม้ของฝักเรียงตัวกันในระดับจุลภาค และคัมกล่าวว่า “เราสามารถเลียนแบบได้”
อันดับแรก นักวิจัยต้องคิดหาวิธีทำเส้นใยไม้ให้เป็นแนวที่ต้องการ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พวกเขาหันไปใช้ไม้ที่บดแล้ว เรียกว่า “แป้ง” ของไม้ พวกเขาจุ่มลงในแป้งเพื่อทำหมึกสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติของพวกเขา
ทีมงานพิมพ์รูปร่างด้วยความเร็วต่างกันและใช้ลวดลายต่างๆ ในการลงหมึก หลังจากการทดสอบแต่ละครั้ง Kam กล่าวว่า “เรามาดูกันว่ามันแห้งแค่ไหน” ระหว่างทาง พวกเขาได้เรียนรู้วิธีพิมพ์สามมิติด้วยโครงสร้างที่มีรูปร่างเหมือนเมล็ดพืชที่ปรับเปลี่ยนรูปร่างได้เอง พวกเขาอธิบายเทคนิคของพวกเขาใน Polymers ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ 2022
พวกเขาให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการควบคุมการเปลี่ยนรูปร่างของหมึกไม้ในวันที่ 23 สิงหาคม พวกเขานำเสนองานของพวกเขาในชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ ในการประชุมฤดูใบไม้ร่วงของ American Chemical Society
โว้ว ช้าลงหน่อย!
ความเร็วในการพิมพ์ที่ทีมเรียนรู้มีบทบาทสำคัญ การพิมพ์ที่รวดเร็วทำให้แถบหมึกไม้ที่พิมพ์ออกมาจะม้วนงอแน่นขึ้นเมื่อแห้ง การพิมพ์ช้าลงจะทำให้ม้วนงอหลวมขึ้น ทำไม การวางหมึกอย่างรวดเร็วทำให้เส้นใยไม้เรียงตัวตรงขึ้น Kam อธิบาย และนั่นเปลี่ยนวิธีการโค้งเมื่อแห้ง
ที่สำคัญก็คือทิศทางการวางหมึก ตัวอย่างเช่น ดิสก์แบนที่พิมพ์ด้วยวงกลมที่มีศูนย์กลางศูนย์กลางจะบิดเบี้ยวแตกต่างจากดิสก์ที่พิมพ์จากเส้นตรง เมื่อนำมารวมกัน ปัจจัยดังกล่าวช่วยให้วิศวกรสามารถโปรแกรมรูปร่างของวัตถุที่แห้งได้
André Studart กล่าวว่า “เป็นเรื่องดีที่เห็นว่าพวกเขายังพิจารณาผลกระทบของแรงโน้มถ่วงในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างโดยรวมด้วย หากคุณต้องการพิมพ์โครงสร้างขนาดใหญ่ เขากล่าวว่า นั่นเป็นสิ่งสำคัญ เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุที่ ETH Zurich ในสวิตเซอร์แลนด์ Studart ยังชอบที่หมึกมาจาก “เศษไม้” ไม่ใช่ไม้ ซึ่งหมายความว่าไม่มีการบันทึกต้นไม้สำหรับผลิตภัณฑ์เหล่านี้
Athanasia Amanda Septevani ก็ชอบสิ่งนั้นเช่นกัน นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุรายนี้ตั้งข้อสังเกตว่ามีของเสียมากมายที่อาจพบการใช้ใหม่ด้วยวิธีนี้ พิจารณาอุตสาหกรรมปาล์มน้ำมัน Septevani ทำงานในอินเดียที่สำนักงานวิจัยและนวัตกรรมแห่งชาติในเมืองอินดอร์ รัฐมัธยประเทศ ผลปาล์มในประเทศอินโดนีเซียที่เธอเติบโตขึ้นมา ถูกบดขยี้เพื่อทำน้ำมัน น้ำมันปาล์มแต่ละตันสร้างขยะพืชประมาณหนึ่งตัน (ในรูปของผลปาล์มเปล่าและเมล็ดที่บดแล้ว) “ขยะมีจำนวนมาก” เธอกล่าว แต่ผลการศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นถึงคุณค่าในการหาประโยชน์จากของเสียดังกล่าว
หมึกใหม่นี้ทำมาจากแป้งไม้และ “กาวชนิดหนึ่ง” Magdassi กล่าว แม้แต่กาวก็ยังมาจากเศษไม้ เหล่านี้เป็นผลึกนาโน – “เซลลูโลสรูปทรงเข็มเล็กมาก” Septevani อธิบาย เธอชี้ให้เห็นว่าเซลลูโลสคิดเป็น 40% ของขยะน้ำมันปาล์ม
เซลลูโลสนาโนคริสตัลในหมึก “ช่วยให้เราใช้น้ำน้อยลง” Kam กล่าว ที่ให้การควบคุมรูปร่างที่ดียิ่งขึ้นที่ไม้พิมพ์จะใช้เมื่อแห้ง
ยังอยู่ในระหว่างดำเนินการ
Kam หวังว่าเทคโนโลยีนี้จะเปลี่ยนวิธีที่ผู้คนสร้างสิ่งต่างๆ ได้ ผู้ผลิตส่วนใหญ่พยายามทำสิ่งต่างๆ “เหมือนอิฐ” ซึ่งคงอยู่ได้นานที่สุด แต่นั่นไม่ใช่วิธีที่ธรรมชาติทำงาน สิ่งมีชีวิตเติบโต ตาย และเน่าเปื่อย สิ่งนี้ทำให้หน่วยการสร้างของพวกมันถูกนำมาใช้ซ้ำเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่
วัสดุของทีมของเขาสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ คัมพูดว่า “เอาไม้เก่าอะไรก็ได้” อาจเป็นเก้าอี้เก่าหรือโต๊ะเครื่องแป้งในห้องนอน แทนที่จะทิ้งขยะ ให้บดไม้และนำขี้เลื่อย—แป้ง—ทำสิ่งใหม่
Kam หวังว่าวันหนึ่งเราจะไม่แกะสลักต้นไม้เพื่อทำเก้าอี้ใหม่ แต่ให้พิมพ์ 3 มิติใหม่แทน “คุณนั่งบนนั้นสามหรือสี่ปี” เขากล่าว เมื่อคุณเบื่อ ก็แค่บดมันแล้วพิมพ์สิ่งใหม่
การพิมพ์สามมิติคืออะไร?
วันหนึ่งอุปกรณ์ใหม่อาจอนุญาตให้ผู้คนผลิตเกือบทุกอย่างจากที่บ้านหรือที่ทำงานของพวกเขา
ลองนึกภาพว่าเครื่องพิมพ์ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ที่บ้านของคุณสามารถทำอะไรก็ได้ ทำแปรงสีฟันหาย? ไม่มีปัญหา. พิมพ์มัน ต้องการรองเท้าใหม่ ชุดใหม่ รองเท้าใหม่หรือไม่? เพียงสั่งให้คอมพิวเตอร์ของคุณบอกเครื่องนั้นว่าคุณต้องการสไตล์และขนาดใด จากนั้นพิมพ์ พิมพ์ และพิมพ์เพิ่มเติม
แล้วบางบริษัทก็กำลังหาวิธีพิมพ์เซลล์เป็นขั้นตอนแรกในการสร้างอวัยวะใหม่สำหรับการย้ายปลูกสู่คน บริษัทแห่งหนึ่งเพิ่งพิมพ์รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้งานได้เกือบทั้งหมด
ในอีกไม่กี่ปี การพิมพ์ 3 มิติสามารถเปลี่ยนแปลงโลกของการผลิตได้อย่างมาก คนที่มีความคิดสร้างสรรค์ — พวกเขาเรียกตัวเองว่าผู้สร้าง — ได้จัดตั้งชุมชนเพื่อแบ่งปันไฟล์คอมพิวเตอร์ที่ให้คำแนะนำในการสร้างสรรค์ผลงานใหม่ ๆ ของพวกเขา
ตามตำนาน ประติมากรชาวฝรั่งเศส ออกุสต์ โรแด็ง เคยอธิบายไว้ว่า: “ฉันเลือกบล็อกหินอ่อนและตัดทุกอย่างที่ฉันไม่ต้องการออก” ซึ่งหมายความว่าเขาใช้การลบเพื่อแกะสลักผลงานของเขา การพิมพ์ 3 มิติทำสิ่งที่ตรงกันข้าม: เพิ่มเลเยอร์ทีละชั้นเพื่อสร้างบางสิ่งจากล่างขึ้นบน นั่นเป็นเหตุผลที่วิศวกรบางคนอ้างถึงการพิมพ์ 3 มิติว่าเป็นการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ
สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ บางคนต้องสร้างไฟล์คอมพิวเตอร์ที่อธิบายวัตถุที่ต้องการในสามมิติ พิมพ์เขียวนี้รวมถึงขนาด รูปร่าง และสีของสิ่งที่จะพิมพ์ จากนั้นมีคนบอกให้คอมพิวเตอร์ทำการ “แบ่ง” วัตถุนั้นให้เป็นเศษเสี้ยวเสมือนแบบดิจิทัล เครื่องพิมพ์จะสร้างแต่ละชิ้น ทีละชั้นบางๆ ในแต่ละครั้ง
เครื่องพิมพ์บางรุ่นคายโลหะออกมา บ้างก็ฉีดของเหลวที่จะแข็งตัวเป็นพลาสติก ผู้ผลิตบางรายใช้เครื่องพิมพ์พิเศษเพื่อพ่นช็อกโกแลต ชีส หรืออาหารอื่นๆ เพื่อทำผลิตภัณฑ์ตามสั่ง ในปี 2013 บริษัทวิจัยด้านชีวการแพทย์แห่งหนึ่งใช้พลาสติกในการพิมพ์ 3 มิติ 75% ของกะโหลกศีรษะของผู้ชาย จากนั้นจึงผ่าตัดฝังเข้าไปในตัวผู้ป่วย
องค์การอวกาศยุโรปได้เริ่มทำการวิจัยเพื่อดูว่าสามารถ “พิมพ์” ฐานดวงจันทร์โดยใช้ดินบนดวงจันทร์ได้หรือไม่ NASA ซึ่งเป็นหน่วยงานอวกาศของอเมริกากำลังตรวจสอบแนวคิดของการใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างอาหารสำหรับนักบินอวกาศในภารกิจห้วงอวกาศ
สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ ouatcel-carton.com