Разработан новый метод дозирования вязкоупругих жидкостей для 3D-печати

Учёные обнаружили, что скручивание при обработке вязкоупругих жидкостей работает гораздо лучше, чем растяжение. Выводы, полученные исследователями, помогут повысить скорость и точность дозирования вязкоупругих жидкостей в различных областях: от производства печатных плат и пищевой промышленности до инженерии живых тканей и 3D-печати.

«Вязкоупругие жидкости, такие как кетчуп и зубная паста, обладают очень странными свойствами, при медленном сжатии они начинают течь как жидкость, но на более высоких скоростях — ведут себя как упругое твёрдое тело, что делает работу с ними довольно трудной», — объяснил один из авторов исследования и сотрудник Окинавского института науки и технологий аспирантуры Сан То Чан (San To Chan).

Стандартный метод, который сейчас используется, — это отрыв сопла от поверхности, на которую нанесена жидкость. Это эффективно прерывает тянущийся «мостик» вязкоупругих жидкостей, но вытягивает часть жидкости (это называют «капиллярный хвост»), что приводит к загрязнению продукта и короткому замыканию микросхем.

«Чем выше втягивается сопло, тем длиннее капиллярный хвост, поэтому больше вероятность загрязнения, — пояснил Чан. — Поскольку форсунку нельзя поднять слишком высоко, жидкий »мостик« толще и требует больше времени для обрыва, что замедляет весь процесс дозирования».

Чтобы преодолеть эти проблемы, Чан и его коллеги предложили простое решение: вместо того, чтобы растягивать жидкий «мостик», его можно дестабилизировать путём скручивания.

Идею проверили на вязкоупругом силиконовом масле, которое в 60 тысяч раз более вязкое, чем вода. Исследователи установили, что новая технология скручивания занимает всего секунду времени, тогда как старый метод — 10 секунд.

В дальнейшем команда учёных планирует эксперименты с различными видами вязкоупругих жидкостей, чтобы доказать, что метод работает для всех вязкоупругих жидкостей.