Czy materiały stosowane w FFF mogą się przydać do produkcji narzędzi laboratoryjnych?

Czy materiały stosowane w FFF mogą się przydać do produkcji narzędzi laboratoryjnych?

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.

Źródło: „Chemical compatibility of fused filament fabrication-based 3-D printed components with solutions commonly used in semiconductor wet processing” Additive Manufacturing Volume 23, 2018, 99-107

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close