ทัวร์ชมขอบเขตการพิมพ์ PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

ทัวร์ชมพรมแดนของการพิมพ์

หากคุณคิดว่านวัตกรรมในโลกแห่งการพิมพ์เป็นเพียงเรื่องในอดีต ลองคิดใหม่อีกครั้ง โจ แมคเอนตี ไปเดินเล่นในสหสาขาวิชาชีพรอบๆ Centre for Print Research ของสหราชอาณาจักร

การผลิตแบบดิจิทัล นักวิจัยจากทีมงานของ Tavs Jorgensen ที่ CFPR ประเมินการตั้งค่าการพิมพ์ 3 มิติสำหรับการออกแบบแม่พิมพ์แบบใหม่ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยเกี่ยวกับการอัดขึ้นรูปเซรามิก (ขอบคุณภาพ: CFPR)

มีสภาพแวดล้อมการวิจัยไม่มากนักที่นักวิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งกำลังตรวจสอบการใช้กราฟีนเป็นพื้นฐานของเสื้อผ้ารีไซเคิลคุณภาพสูง ขณะที่เดินไปตามทางเดิน เพื่อน ๆ ของพวกเขากำลังดำเนินหลักสูตรเกี่ยวกับเทคนิคการพิมพ์ด้วยบล็อกไม้ของญี่ปุ่นโบราณ Mokuhanga อย่างไรก็ตาม นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นที่ ศูนย์วิจัยการพิมพ์ (ซีเอฟพีอาร์) ณ มหาวิทยาลัยทางตะวันตกของอังกฤษ (UWE) ในบริสตอล ที่ซึ่งความแตกแยกด้านศิลปะ-วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม-สถาบันการศึกษาเชื่อมโยงกันทุกวัน

ตามหลักการของการบรรจบกัน การทำงานร่วมกัน และการสร้างสรรค์ร่วม CFPR เป็นองค์กรสหวิทยาการที่รวบรวมนักวิจัยอาวุโส บัณฑิตศึกษา ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิค และผู้ฝึกงาน ตั้งแต่งานพิมพ์และการออกแบบเชิงวิจิตรศิลป์ ไปจนถึงฟิสิกส์ วัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ เป้าหมายของพวกเขาคือการนำเสนอโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมสำหรับอนาคตของการพิมพ์โดยดำเนินการตรวจสอบเชิงประจักษ์เกี่ยวกับความสำคัญทางศิลปะ ประวัติศาสตร์ และอุตสาหกรรมของแนวทางปฏิบัติ กระบวนการ และเทคโนโลยีการพิมพ์ที่สร้างสรรค์

นักฟิสิกส์ประยุกต์

ความสามารถในการปรับตัวและการเปิดรับเส้นทางการวิจัยใหม่ๆ ถือเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่ CFPR ยกตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์ประยุกต์ ซูซาน ไคลน์. หลังจากศึกษาฟิสิกส์การแพทย์แล้ว Klein ก็เปลี่ยนมาทำการวิจัยเชิงแสง จากนั้นเธอใช้เวลาสองทศวรรษในตำแหน่งนักวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมที่ เอชพี แล็บส์ ในบริสตอล ซึ่งโครงการวิจัยของเธอมีตั้งแต่เคมีคอลลอยด์ ผลึกเหลว และวัสดุการแสดงผลขั้นสูง ไปจนถึงเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ และการเข้ารหัสเชิงแสง ตอนนี้ Klein กำลังเป็นผู้นำโครงการห้าปีที่ CFPR ด้วยทุนสนับสนุนจำนวน 1.2 ล้านปอนด์ โดยมีเป้าหมายคือการพลิกโฉม 19 สถานที่ต่างๆth-กระบวนการพิมพ์แห่งศตวรรษเพื่อทำให้ราคาถูกลง เร็วขึ้น และเข้าถึงได้มากขึ้น

เทคนิคหนึ่งที่ไคลน์กำลังศึกษาและปรับปรุงให้ทันสมัยคือ Woodburytypeซึ่งเป็นวิธีการพิมพ์ด้วยกลไกโฟโตเมคานิกวิธีแรกที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ในการสร้างโทนสีที่ต่อเนื่องของภาพถ่าย ได้รับการจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 1864 โดยนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ วอลเตอร์ วูดเบอรี กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยฟิล์มเนกาทีฟ "คอลโลเดียนเปียก" ซึ่งเป็นเทคนิคการถ่ายภาพที่ใช้ในขณะนั้น ด้านลบจะถูกวางบนชั้นเจลาตินที่แห้งและไดโครเมตแล้วนำไปตากแดดประมาณ 60 นาที เจลาตินใดๆ ที่ไม่ได้สัมผัสกับแสงผ่านทางประจุลบจะยังคงละลายน้ำได้ และเพียงแค่ถูกชะล้างออกไป

ช่างเทคนิคการพิมพ์ CFPR Harrie Fuller

ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพสามมิตินูน (แม่พิมพ์) ที่แข็งแกร่งอย่างน่าประหลาดใจ ซึ่งสามารถกดลงในตะกั่วได้โดยใช้เครื่องอัดไฮดรอลิก จากนั้นจึงทาแผ่นพิมพ์ตะกั่ว เติมเจลาตินอุ่นที่มีเม็ดสีเขม่า และปิดด้วยกระดาษก่อนเข้าสู่แท่นพิมพ์ หลังจากผ่านไปประมาณห้านาที กระดาษจะถูกดึงออก และเมื่อหมึกแห้ง งานพิมพ์ก็จะเรียบและเล็มในที่สุด เดิมที แผ่นพิมพ์สามารถผลิตได้มากถึง 3 แผ่นจากแผ่นเจลาตินแผ่นเดียว และสามารถติดตั้งบนชุดพิมพ์แบบหมุนสำหรับการพิมพ์จำนวนมาก

“เนื่องจากงานพิมพ์ประเภท Woodburytype นั้นใช้เจลาตินที่มีเม็ดสี จึงสามารถเก็บถาวรได้อย่างสมบูรณ์เพราะเขม่าหรือคาร์บอนแบล็คนั้น 'เร็วแสง' อย่างมาก และเจลาตินจะไม่เสื่อมสภาพหรือเปลี่ยนแปลงทางเคมีตราบใดที่ไม่ได้รับความชื้นสูง” ไคลน์กล่าว “แม้ว่ากระบวนการดั้งเดิมจะใช้เวลานานและล้าสมัยไปเมื่อการพิมพ์หินเริ่มขึ้น แต่คุณภาพของภาพก็ไม่มีใครเทียบได้ แม้กระทั่งทุกวันนี้ Woodburytype ยังคงเป็นวิธีการสร้างภาพเชิงกลด้วยแสงต่อเนื่องเพียงวิธีเดียว”

ในการทบทวนเทคนิคนี้ Klein และเพื่อนร่วมงานของเธอได้พัฒนาทางเลือกอีกสองเส้นทางสำหรับการสร้างภาพพิมพ์ Woodburytype ด้วยวัสดุที่ทันสมัย “ด้วยวิธีหนึ่ง” ไคลน์อธิบาย “เราปฏิบัติตามขั้นตอนการทำงานดั้งเดิม แต่แทนที่เจลาตินแบบไดโครเมตด้วยโฟโตโพลีเมอร์ และตะกั่วด้วยซิลิคอน” ด้วยวิธีนี้ เวลาเปิดรับแสงจะลดลงจาก 60 นาทีเหลือเพียงวินาที ในขณะที่เพลตพิมพ์สามารถทำได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงแทนที่จะเป็นวัน วิธีที่เร็วกว่านั้นใช้เครื่องตัดเลเซอร์เพื่อสร้างภาพนูนบนอะคริลิก เช่น การผลิตแผ่นพิมพ์ขนาด 10 x 15 ซม. ภายใน 10 นาที เป็นต้น ความแม่นยำของเครื่องตัดเลเซอร์ยังหมายถึงชั้นของสีฟ้า สีม่วงแดง สีเหลือง และสีดำที่จำเป็นในการสร้างภาพสีเต็มรูปแบบสามารถพิมพ์ทับกันได้อย่างง่ายดาย

ทั้งสองวิธีเป็นที่น่าสนใจสำหรับผู้ประกอบวิชาชีพวิจิตรศิลป์ในการสร้างสรรค์ผลงานศิลปะต้นฉบับ แต่ยังน่าสนใจสำหรับบริษัทที่กำลังมองหาวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการสร้างสรรค์ผลงานภาพถ่ายคุณภาพสูงสำหรับการติดตั้งงานศิลปะและการโฆษณาเชิงพาณิชย์ในพื้นที่สาธารณะ ข้อดีคือการตัดเพลตพิมพ์ด้วยเลเซอร์นั้นประหยัดพลังงานและแทบไม่มีของเสียเลย ในขณะที่หมึกนั้นใช้เจลาติน (ของเสียจากอุตสาหกรรมแปรรูปเนื้อสัตว์) นอกจากนี้ งานพิมพ์ยังย่อยสลายได้ทางชีวภาพและสามารถลบหมึกออกจากกระดาษได้โดยการล้างด้วยน้ำ

อีกด้านของการสอบสวน สำหรับไคลน์เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ทางอุตสาหกรรมของ "สีโครงสร้าง" ซึ่งสีไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยเม็ดสี แต่ด้วยรูปแบบกล้องจุลทรรศน์ที่สะท้อนและหักเหแสงในรูปแบบที่ไม่เหมือนใคร (เช่นในปีกผีเสื้อ) ทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจคือการเพิ่มชั้นของผลึกเหลวที่มีโคเลสเตอรอล (ไครัลเนมาติก) เพิ่มเติมเข้าไปในภาพนูนของประเภท Woodbury เพื่อพิมพ์สีโครงสร้าง ด้วยวัสดุที่เหมาะสม ผลึกเหลวสามารถถูกวางแนวตามชั้นต่างๆ และสีที่พิมพ์ออกมาต้นฉบับจะเปลี่ยนไปโดยการใช้สนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า ซึ่งไม่ต่างจากจอแสดงผลแบบ bistable

การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ การต่อต้านการปลอมแปลงสำหรับการติดฉลากสินค้าฟุ่มเฟือย แฟชั่นของดีไซเนอร์ และเภสัชภัณฑ์ “โอกาสทางการค้าที่นี่มีความสำคัญ” ไคลน์กล่าวเสริม “ความท้าทายคือการผลิตบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดภัยด้วยหมึกพิมพ์ที่จะเปลี่ยนสีทุกครั้งที่สินค้าได้รับการอนุมัติในขั้นตอนต่างๆ ของห่วงโซ่อุปทานระหว่างที่ส่งถึงลูกค้า”

นักวิทยาศาสตร์วัสดุ

เพื่อนร่วมงานของไคลน์ นาซมุล คาริม – เป็นผู้นำการวิจัยในศูนย์ ห้องปฏิบัติการประยุกต์กราฟีน – เป็นนักวิชาการอีกรายหนึ่งที่ดูเหมือนจะสร้างขึ้นเพื่อวัดผลสำหรับหม้อหลอมสหสาขาวิชาชีพของ CFPR ก่อนที่จะมาร่วมงานกับ UWE ในปี 2019 Karim ใช้เวลาสี่ปีทำงานเกี่ยวกับเสื้อผ้าอเนกประสงค์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้กราฟีนและสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ (สิ่งทออิเล็กทรอนิกส์) ที่ สถาบันกราฟีนแห่งชาติ ที่ มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์สหราชอาณาจักร

งานวิจัยที่เขาสนใจในปัจจุบัน - ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ CFPR's โปรแกรมวัสดุใหม่ – รวมถึงการเตรียมกราฟีน (ผ่านการขัดผิวและการทำงาน) กราฟีน และวัสดุ 2 มิติอื่นๆ สำหรับการใช้งานสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ Karim ยังศึกษาวิธีการสร้างกราฟีนที่สวมใส่ได้ผ่านเทคนิคการผลิตที่ปรับขนาดได้สูง เช่น การเคลือบและการพิมพ์ (เช่น การใช้ "หมึก" ของกราฟีนที่นำไปใช้กับสิ่งทอโดยตรง) “ทีมงานของฉันมีความหลงใหลในการแนะนำวัสดุอัจฉริยะและปัญญาประดิษฐ์ให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ออกมาสำหรับการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพเฉพาะบุคคลแบบไม่รุกราน” Karim กล่าว

นักวิทยาศาสตร์ห้องปฏิบัติการประยุกต์กราฟีน Shaila Afroj และ Md. Rashedul Islam

ผลลัพธ์ล่าสุดของกลุ่ม โดยอิงจากผลงานของนักศึกษาปริญญาเอกเป็นส่วนใหญ่ นพ.ราเชดุล อิสลามแสดงให้เห็นถึงโอกาสทางการค้าที่จับต้องได้เป็นรูปเป็นร่าง อิสลามได้พัฒนาแพลตฟอร์มอีเท็กซ์ไทล์อเนกประสงค์ที่สามารถพิมพ์ได้ทั้งหมด นำไฟฟ้าได้สูง ยืดหยุ่น และซักด้วยเครื่องได้ วัสดุนี้สามารถกักเก็บพลังงานโดยใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์กราฟีนที่พิมพ์ออกมา ในขณะที่ตรวจดูตัวบ่งชี้ทางสรีรวิทยาต่างๆ เช่น อัตราการเต้นของหัวใจ อุณหภูมิผิวหนัง และตัวชี้วัดกิจกรรมต่างๆ สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่านั้นก็คือ เมื่อประกอบเป็นแถบคาดศีรษะที่แยกจากกัน e-textile ต้นแบบสามารถบันทึกการทำงานของสมอง (อิเล็กโตรเซนเซฟาโลแกรมหรือ EEG) ได้เป็นมาตรฐานเดียวกับอิเล็กโทรดแบบแข็งทั่วไป ในขณะนี้ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ถูกชาร์จโดยใช้แหล่งพลังงานภายนอก แต่เป้าหมายคือการทำให้พวกเขาสามารถพึ่งพาตนเองได้ในอนาคตด้วยการแนะนำฟังก์ชันการเก็บเกี่ยวพลังงาน

กระบวนการผลิตใช้ประโยชน์จากเทคนิคการพิมพ์สกรีนที่ปรับขนาดได้สูง โดยหมึกที่ใช้กราฟีนจะถูกส่งผ่านตาข่ายที่ออกแบบเป็นพิเศษไปยังพื้นผิวสิ่งทอที่หยาบและยืดหยุ่น จากนั้นรางนำไฟฟ้าจะถูกห่อหุ้มไว้เพื่อเป็นฉนวนและการป้องกัน เพื่อสร้างแพลตฟอร์มสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถซักด้วยเครื่องได้ ความหวังก็คือความสำเร็จในระยะเริ่มแรกเช่นนี้จะเปิดทางไปสู่การผลิตเสื้อผ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กราฟีนแบบมัลติฟังก์ชั่นในปริมาณมาก โดยที่เสื้อผ้าแต่ละรายการมีเครือข่ายเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ได้ และขับเคลื่อนโดยพลังงานที่เก็บไว้ในกราฟีน ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์สิ่งทอ

ในส่วนที่เกี่ยวข้อง ห้องปฏิบัติการประยุกต์กราฟีนกำลังมองหาการใช้กราฟีนและวัสดุเชิงฟังก์ชันอื่นๆ (รวมถึงสารเคลือบต้านจุลชีพ) เป็นพื้นฐานของเสื้อผ้ารีไซเคิลคุณภาพสูง ปัจจุบัน สิ่งทอประมาณ 55% ผลิตจากโพลีเอสเตอร์สังเคราะห์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ซึ่งไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้และสามารถคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้หลายร้อยปี “เป็นที่เข้าใจได้ว่ามีความสนใจเพิ่มขึ้นจากแบรนด์แฟชั่นและผู้ค้าปลีกที่จะเปลี่ยนจาก PET บริสุทธิ์ไปเป็นผ้าโพลีเอสเตอร์ที่ทำจากโพลีเมอร์รีไซเคิล (rPET) ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลง” Karim กล่าว

ปัญหาคือ rPET ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในปัจจุบันประสบปัญหาการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน และลดคุณภาพลงอันเป็นผลมาจากการผสมแบบสุ่มกับวัสดุอื่นๆ ในระหว่างกระบวนการรีไซเคิล Karim ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ผลลัพธ์เบื้องต้นจาก CFPR แสดงให้เห็นแนวโน้ม โดยที่ rPET ที่เสริมด้วยกราฟีนได้ถูกปั่นเป็นเส้นใยที่เบากว่า มีกลไกที่แข็งแกร่งกว่า และรีไซเคิลได้ง่ายกว่า “นี่จะเป็นเกมที่ยาวนาน” Karim กล่าวเสริม “และเราจำเป็นต้องได้รับความร่วมมือที่ยั่งยืนทั่วทั้งระบบนิเวศนวัตกรรม นั่นหมายถึงกลุ่มนักวิชาการเช่นเราทำงานร่วมกันกับซัพพลายเออร์กราฟีน ผู้ผลิตสิ่งทอ และผู้ค้าปลีกแฟชั่นและเสื้อผ้ารายใหญ่”

นักออกแบบเซรามิก

โอกาสในการผลิตที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงนั้นครอบงำอยู่ ทาฟส์ ยอร์เกนเซ่นซึ่งเป็นช่างปั้นหม้อและนักออกแบบในอุตสาหกรรมเซรามิก ก่อนที่เขาจะเริ่มประกอบอาชีพด้านวิชาการ Jorgensen อยู่ในแนวหน้าของความพยายามด้านการวิจัยและพัฒนาของ CFPR การผลิตดิจิทัลโดยมีเป้าหมายเพื่อเร่งรัดการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ การตัดเฉือนที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ และหุ่นยนต์ในการผลิตเซรามิกที่มีจำกัดจนบัดนี้

การอัดขึ้นรูปคอมโพสิตเซรามิกเมทริกซ์

Jorgensen และทีมงานของเขาสนใจเป็นพิเศษในกระบวนการผลิตที่เรียกว่าการอัดขึ้นรูป นี่คือเมื่อดินเหนียวที่อ่อนนุ่มและขึ้นรูปได้ถูกบังคับให้ผ่านช่องทางหรือ "แม่พิมพ์" ที่ให้รูปทรงหน้าตัดเฉพาะแก่วัสดุ และทำให้เกิดแถบดินเหนียวเชิงเส้นต่อเนื่องที่สามารถตัดเป็นชิ้น ๆ เพื่อผลิตชิ้นส่วนแต่ละชิ้น เช่น อิฐ กระเบื้อง การหุ้ม และส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรมอื่นๆ เครื่องอัดรีดทางอุตสาหกรรมใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเซรามิกเฉพาะทาง รวมถึงตัวกรองสำหรับเครื่องฟอกไอเสียและส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูงสำหรับเตาเผาและหม้อนึ่งความดัน ในขณะเดียวกัน ระบบการอัดขึ้นรูปด้วยมือมักพบในเวิร์กช็อปงานฝีมือเพื่อสร้างที่จับและองค์ประกอบตกแต่งแบบใช้ครั้งเดียวเพื่อรองรับวิธีการผลิตอื่นๆ เช่น การกดและการหล่อ “ความท้าทายของเรา” Jorgensen กล่าว “คือเราจะใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีดิจิทัลและหุ่นยนต์ได้อย่างไร เพื่อขยายการใช้การอัดขึ้นรูปด้วยดินเหนียวในปัจจุบันไปสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์และการออกแบบที่เน้นนวัตกรรมมากขึ้น”

การตั้งค่าเริ่มต้นของทีมจะขึ้นอยู่กับการทดลองเชิงปฏิบัติเป็นหลัก “บางครั้งการทดสอบจะดำเนินการในลักษณะการสำรวจปลายเปิดซึ่งมีผลลัพธ์ที่คาดเดาไม่ได้อย่างมาก ซึ่งเป็นแนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยความอยากรู้อยากเห็นเป็นส่วนใหญ่ จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราทำเช่นนี้” ข้อมูลเชิงลึกทางกายภาพและวัสดุขั้นพื้นฐานเป็นองค์ประกอบสำคัญในการทำความเข้าใจว่าดินเหนียวมีพฤติกรรมอย่างไร ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการอบแห้งและการเผา ชิ้นส่วนดินเหนียวที่ถูกอัดรีดจะหดตัวประมาณ 10–15% และอาจโค้งงอและแตกได้เนื่องจากความตึงเครียดจากกระบวนการอัดขึ้นรูป

Jorgensen กล่าว "ธรรมชาติของการอัดขึ้นรูปดินเหนียวทำให้การคำนวณทางทฤษฎีของผลลัพธ์มีความท้าทาย แม้ว่าจะมีงานบางอย่างเพื่อพัฒนาอัลกอริทึมที่สามารถช่วยทำนายการไหลของดินเหนียวในสถานการณ์การอัดขึ้นรูปได้" ในการเชื่อมโยงข้ามสาขาวิชาแบบฉวยโอกาส Jorgensen หันมาใช้ความเชี่ยวชาญของ เดเมียน ลีช – อดีตนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี CFPR ปัจจุบันประจำอยู่ที่ศูนย์นาโนอิเล็กทรอนิกส์แห่งเบลเยียม ไอเมค – เพื่อพัฒนาแบบจำลองที่คาดการณ์ว่ารูปทรงของแม่พิมพ์แบบเฉพาะเจาะจงอาจส่งผลต่อแรงกดดันที่จำเป็นในการอัดรีดดินเหนียวอย่างไร “ในขณะที่การทดสอบเชิงประจักษ์ยังคงเป็นวิธีการหลักในการตรวจสอบ” Jorgensen กล่าวเสริม “การสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีคุณค่าอย่างยิ่ง โดยให้ความเข้าใจพื้นฐานว่ารูปทรงเรขาคณิตใดที่จะนำไปใช้ได้ดีที่สุดในการทดลองทางกายภาพในโลกแห่งความเป็นจริง”

การดัดขึ้นรูปเซรามิกโดยใช้หุ่นยนต์ช่วย

ทีมงานยังสร้างขั้นตอนการทำงานของเครื่องมือที่ช่วยให้การออกแบบแม่พิมพ์ใหม่สำหรับการพิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างต้นแบบและทดสอบได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งกำลังเปิดการใช้งานสำหรับการอัดขึ้นรูปเซรามิกในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง แนวหน้าและศูนย์กลางคือความร่วมมือด้านการวิจัยและพัฒนาของ CFPR กับ ศูนย์คอมโพสิตแห่งชาติ (ป.ป.ช.) ในเมืองบริสตอล พวกเขามีความสนใจในศักยภาพในการอัดรีดเซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต (CMCs) ซึ่งเป็นวัสดุประเภทหนึ่งที่ผสมเซรามิกเพสต์กับสารยึดเกาะอนินทรีย์เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการแตกหักภายใต้ภาระทางกลหรือทางความร้อนเชิงกล

ขณะนี้พันธมิตร CFPR/NCC กำลังกำหนดและทำซ้ำกระบวนการเฉพาะ รวมถึงเครื่องมือสนับสนุน อุปกรณ์จับยึด ส่วนประกอบ และขั้นตอนการทำงาน อย่างไรก็ตาม ในระยะยาว พวกเขากำลังจับตาดูการใช้งานทุกรูปแบบในภาคส่วนต่างๆ เช่น การผลิตไฟฟ้าและการบิน ซึ่ง CMC ถูกนำมาใช้มากขึ้นสำหรับระบบป้องกันความร้อนที่อุณหภูมิสูง “การอัดขึ้นรูปเป็นวิธีการใหม่ในการผลิต CMC” Jorgensen กล่าว “และการวิจัยครั้งนี้เปิดโอกาสให้เราสร้างชิ้นส่วน CMC ด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่แปลกใหม่ เช่น ท่อและโปรไฟล์ที่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน” ท่อ CMC ดังกล่าวกำลังดึงดูดความสนใจสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นต่อไป ในขณะที่กระบวนการอัดขึ้นรูปมีศักยภาพที่จะสนับสนุนเป้าหมายคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ของสหราชอาณาจักรสำหรับวัสดุก่อสร้าง โดย Jorgensen และเพื่อนร่วมงานสำรวจการอัดขึ้นรูปส่วนผสมของดินเหนียวและเส้นใยที่ยังไม่ได้เผาสำหรับปริมาณต่ำ ส่วนประกอบของอาคารคาร์บอน

ทัศนคติที่เปิดกว้างและเปิดกว้างสำหรับธุรกิจ

หากการบรรจบกัน การทำงานร่วมกัน และการสร้างสรรค์ร่วมเป็นพื้นฐานของรูปแบบการวิจัย CFPR ศูนย์ก็รวมศิลปิน นักออกแบบ นักวิทยาศาสตร์ และนักเทคโนโลยี เข้าด้วยกัน ซึ่งทำงานในสาขาวิชาการพิมพ์แบบดั้งเดิมและแบบดิจิทัล

กลุ่มนี้ยังรวบรวมผู้คนจากหลากหลายภูมิหลัง พร้อมด้วยนักวิจัยจากภาคอุตสาหกรรมและนักวิชาการ การผสมผสานความเชี่ยวชาญและประสบการณ์นี้สนับสนุนความร่วมมือทางวิชาการและอุตสาหกรรมระหว่างประเทศในวงกว้างของ CFPR กับพันธมิตรทางการค้า ได้แก่ บริษัทการพิมพ์เฉพาะทาง ผู้ผลิตเซรามิก และบริษัทเทคโนโลยีข้ามชาติ โครงการวิจัยและพัฒนาร่วมมีตั้งแต่การวิจัยตามสัญญาแบบกำหนดเป้าหมายและการศึกษาความเป็นไปได้ ไปจนถึงการพัฒนาร่วมกันของวัสดุขั้นสูง กระบวนการ และระบบการพิมพ์เต็มรูปแบบ

เห็นได้ชัดว่าไม่มีกฎเกณฑ์ที่ตายตัวในการทำงานร่วมกันที่ CFPR มีแต่รูปแบบที่แตกต่างกันในธีมที่การคิดแบบเปิดกว้างผสมผสานกับความคิดสร้างสรรค์ นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในการปฏิบัติงานด้านการพิมพ์ขั้นสูง

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์

ถามอะไรก็ได้: Clare Burrage – 'เรามองหาความเชื่อมโยงระหว่างสาขาต่างๆ ของฟิสิกส์ แต่คงเป็นไปไม่ได้ที่ทุกคนจะเป็นผู้เชี่ยวชาญในทุกเรื่อง'

โหนดต้นทาง: 1824640
ประทับเวลา: เมษายน 12, 2023