Language
Country/Area
No result found
ừ năm 1936 đến nay: Công nghệ kéo sợi nóng chảy đã phát triển như thế nào và mở ra kỷ nguyên mới của công nghệ in 3D
Là một phương pháp sản xuất cấu trúc sợi, công nghệ kéo sợi nóng chảy đã dần phát triển và mở rộng các lĩnh vực ứng dụng kể từ khi được mô tả lần đầu tiên vào năm 1936, đặc biệt là trong kỹ thuật mô, dệt may và vật liệu lọc. Sự phát triển của công nghệ này không chỉ thay đổi cách chúng ta xử lý polyme mà còn mở ra những khả năng mới cho công nghệ in 3D.
Công nghệ kéo sợi nóng chảy không chỉ là quá trình xử lý polyme đơn giản mà còn là cuộc cách mạng trong khoa học vật liệu, cung cấp các giải pháp cho nhiều ngành công nghiệp theo cách không sử dụng dung môi.
Lịch sử của phương pháp kéo sợi nóng chảy có từ năm 1936 khi Charles Norton lần đầu tiên mô tả kỹ thuật này. Sau nhiều thập kỷ im lặng, vào năm 1981, Larrendo và Manley đã đề xuất lại phương pháp kéo sợi điện nóng chảy trong một loạt bài báo. Sau đó, vào năm 2001, Reinecke và Langukun đã công bố một bản tóm tắt hội nghị chỉ ra ứng dụng của phương pháp kéo sợi điện nóng chảy trong chân không. Theo thời gian, ngày càng có nhiều nghiên cứu được thực hiện về công nghệ này. Năm 2011, phương pháp quay điện nóng chảy được kết hợp với bộ thu di động để đề xuất một phương pháp in 3D mới.
Nguyên lý cơ bản của công nghệ kéo sợi điện nóng chảy
Nguyên lý cốt lõi của công nghệ kéo sợi tĩnh điện nóng chảy dựa trên hiện tượng kéo giãn sợi tĩnh điện. Tính chất vật lý của polyme nóng chảy trong quá trình kéo sợi nóng chảy có độ nhớt cao hơn so với quá trình kéo sợi dung dịch, do đó cho phép luồng điện tích được kéo ra tạo thành sợi theo cách có thể dự đoán trước được. Trong quá trình kéo sợi nóng chảy, tia điện tích nóng chảy cần được làm mát để đạt được trạng thái đông đặc, trong khi kéo sợi dung dịch dựa vào quá trình bay hơi của dung môi.
Các thông số chính của quá trình kéo sợi điện nóng chảy
1. Nhiệt độCần phải duy trì nhiệt độ nhất định để đảm bảo toàn bộ polyme tan chảy ở đầu vòi phun. So với phương pháp kéo sợi bằng điện dung dịch, chiều dài vòi phun của phương pháp kéo sợi bằng điện nóng chảy tương đối ngắn.
2. Giao thôngTốc độ dòng chảy là một trong những thông số chính ảnh hưởng đến đường kính sợi. Nói chung, lưu lượng càng lớn thì đường kính sợi càng lớn. Trong quá trình kéo sợi nóng chảy, tất cả các polyme chảy đều được thu thập, tránh được vấn đề bay hơi dung môi.
3. Trọng lượng phân tửTrọng lượng phân tử rất quan trọng đối với tính phù hợp của polyme khi nung chảy bằng phương pháp kéo sợi điện. Thông thường, trọng lượng phân tử thấp (dưới 30.000 g/mol) của polyme đồng nhất tuyến tính sẽ dẫn đến đứt sợi và chất lượng kém, trong khi polyme có trọng lượng phân tử cao (trên 100.000 g/mol) sẽ không dễ dàng chảy qua vòi phun. Nhiều báo cáo về sợi điện nóng chảy sử dụng trọng lượng phân tử từ 40.000 đến 80.000 g/mol.
4. Điện ápViệc điều chỉnh điện áp không ảnh hưởng nhiều đến đường kính sợi, nhưng để sản xuất sợi chất lượng cao, ổn định thì cần phải có điện áp tối ưu. Điện áp sử dụng trong quá trình kéo sợi nóng chảy nằm trong khoảng từ 0,7 kV đến 60 kV.
Ứng dụng của phương pháp kéo sợi điện nóng chảy
Công nghệ kéo sợi nóng chảy có nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong kỹ thuật mô. Vì không sử dụng phương pháp xử lý chứa dung môi nên phương pháp này có lợi ích rất lớn trong việc kích thích tăng sinh tế bào và phục hồi mô. Ngoài ra, phương pháp kéo sợi nóng chảy cũng là một giải pháp khả thi cho một số loại polyme khó hòa tan, chẳng hạn như polypropylen hoặc polyetylen.
Công nghệ kéo sợi nóng chảy không còn chỉ là công nghệ sản xuất sợi nữa mà có thể trở thành một trong những công nghệ quan trọng làm thay đổi bối cảnh ngành.
Kỹ thuật mô
Phương pháp kéo sợi nóng chảy đã được sử dụng để xử lý vật liệu y sinh phục vụ cho nghiên cứu kỹ thuật mô. Phương pháp này làm tăng thêm tiềm năng ứng dụng trong y tế bằng cách tránh sử dụng dung môi dễ bay hơi độc hại.
Giao thuốc
Ngoài ra, công nghệ kéo sợi nóng chảy cũng có thể chuẩn bị các sợi chứa thuốc để tạo thành hệ thống phân phối thuốc. Điều này chắc chắn sẽ mở ra một công nghệ bào chế mới cho công nghệ dược phẩm, giúp cải thiện độ hòa tan của thuốc và kiểm soát tốc độ giải phóng.
Chữ viết nóng chảy bằng điện quay
Viết điện kéo sợi nóng chảy (MEW) sử dụng dòng điện được kiểm soát để lắng đọng chính xác các sợi polyme nhằm tạo thành cấu trúc, một quy trình được sử dụng rộng rãi trong in 3D. Sự phát triển của công nghệ MEW đã thúc đẩy các ứng dụng tiềm năng của cảm biến hiệu suất cao, robot linh hoạt và các sản phẩm sinh học khác.
Sự phát triển của công nghệ kéo sợi nóng chảy từ năm 1936 đã chứng minh một cuộc cách mạng thú vị trong khoa học vật liệu và việc ứng dụng công nghệ này vào in 3D có nghĩa là những đổi mới công nghệ trong tương lai sẽ tiếp tục phát triển. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi phương pháp kéo sợi điện nóng chảy sẽ được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp hơn. Vậy, công nghệ này sẽ thay đổi cuộc sống hàng ngày của chúng ta như thế nào?
