Naukowcy z fińskiego Aalto University oraz Michigan Technological University postanowili zbadać zastosowanie niskobudżetowego druku 3D w produkcji narzędzi i naczyń laboratoryjnych. W opublikowanej w Additive Manufacturing pracy porównane zostały właściwości różnych materiałów stosowanych w druku FFF pod względem odporności na różne substancje chemiczne.
Naukowcy, wśród których obecny jest Joshua Pearce – jeden z czołowych badaczy zastosowań dla druku 3D, postanowili sprawdzić możliwości wytwarzania tańszych zamienników narzędzi i naczyń stosowanych w trawieniu materiałów półprzewodnikowych. Badanie wspierały Aleph Objects oraz Fulbrigh Finland.
Wymiana uszkodzonego lub wadliwego osprzętu laboratorium u dostawcy jest kłopotliwa, długotrwała i kosztowna. Stąd też wzrost zainteresowania możliwościami wykorzystania druku 3D do produkcji wysokiej jakości wyposażenia laboratoryjnego w niższej cenie. Co więcej, odpowiednio zaprojektowane naczynia mogłyby przyczynić się do mniejszego zużycia chemikaliów, co również przekłada się na mniejsze koszta, a dopasowane do zastosowania narzędzia zmniejszają ryzyko uszkodzenia i zanieczyszczenia próbki.
Procesory w swoim procesie produkcyjnym wymagają specyficznych warunków, które mają wyeliminować ryzyko zanieczyszczenia półprzewodników najdrobniejszym choćby pyłkiem. Bezpyłowe pomieszczenia cechują się powietrzem tysiąckrotnie czystszym niż w szpitalnej sali operacyjnej. Jednym z etapów produkcji jest wytrawianie powierzchni półprzewodników. Trawienie na mokro obejmuje wykorzystanie szeregu substancji chemicznych, w tym silnych kwasów, zasad i rozpuszczalników. Wykorzystywane w laboratorium naczynia i narzędzia muszą więc nie tylko spełniać warunki czystości, jak i być odporne na działanie używanych roztworów.
Tabela porównująca kompatybilność chemiczną różnych materiałów stosowanych w FFF (L – dane z dostępnej literatury, F – filament, P – wydruk)
Badanie zostało podzielone na trzy fazy. W pierwszej wykorzystywane w druku FFF filamenty były zanurzone w roztworach chemicznych przez okres tygodnia. Materiały, które okazały się być przynajmniej w średnim stopniu niewrażliwe na działanie danych substancji chemicznych, przechodziły do etapu drugiego, w którym zanurzano w tych samych roztworach próbne wydruki. Do druku 3D wykorzystano Lulzbot Taz 6. Faza trzecia obejmowała przetestowanie w podobny sposób wydrukowanych w 3D narzędzi laboratoryjnych. Wyniki porównano z literaturą dotyczącą odporności chemicznej badanych materiałów, jeśli taka była dostępna.
Co ciekawe, wyniki uzyskane w badaniu wykazały, że w przypadku niektórych materiałów wydruki mają lepszą odporność na działanie chemikaliów niż sam filament. Polipropylen okazał się być najbardziej uniwersalnym i obiecującym materiałem, wykazując odporność na kwas azotowy, siarkowy i octowy. Pozostałe materiały, szczególnie ABS, również mogą doczekać się zastosowania w wytwarzaniu narzędzi przeznaczonych do kontaktu z konkretnymi roztworami, konieczne są jednak kolejne badania w tym kierunku.
KOMENTARZE