शोधकर्ताओं ने विकृत नोजल विकसित किया है कि 3 डी मुद्रित वस्तुओं में फाइबर की दिशा को नियंत्रित कर सकते है

3 डी मुद्रित वस्तुओं में फाइबर एम्बेडिंग का उपयोग इन वस्तुओं की चालकता या अतिरिक्त ताकत को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। अब इंजीनियरों ने प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान इन फाइबर की दिशा बदलने के लिए एक विकृत प्रिंटिंग नोजल विकसित किया है। आम तौर पर, कार्बन जैसे कार्यात्मक सामग्रियों के छोटे फाइबर को केवल मुद्रण माध्यम में मिलाया जाता है और फिर एक साथ बाहर निकाला जाता है। इसलिए, वे आमतौर पर एक दूसरे के संबंध में एक यादृच्छिक गड़बड़ में खत्म हो जाते हैं। यह कुछ अनुप्रयोगों के लिए संभव है, लेकिन अन्य अनुप्रयोगों के लिए संभव नहीं है।

अधिक नियंत्रण के साथ एक विकल्प खोजने के लिए, मैरीलैंड विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने नोजल के किनारे एक इन्फ्लेटेबल एक्ट्यूएटर के साथ एक प्रोटोटाइप प्रिंटिंग नोजल बनाने के लिए "पॉलीजेट प्रिंटिंग" प्रक्रिया का उपयोग किया। चुनिंदा हवा में और बाहर ड्राइंग करके, नोजल का आकार बदलता है, एकल प्रिंट माध्यम में फाइबर की दिशा बदलता है जिसे यह लगातार बाहर निकलता है।

डिवाइस के परीक्षण में, संरचना कार्बन माइक्रोफाइबर युक्त हाइड्रोगेल के साथ मुद्रित की गई थी। कुछ क्षेत्रों में, फाइबर के अपेक्षाकृत यादृच्छिक अभिविन्यास सामग्री को पानी को अवशोषित करने पर सभी दिशाओं में समान रूप से प्रफुल्लित करने का कारण बनता है। अन्य क्षेत्रों में, फाइबर दिशा अपेक्षाकृत सुसंगत है, जिससे सामग्री एक दिशा में विस्तारित हो जाती है।

यह तकनीक "4D प्रिंटिंग" नामक क्षेत्र में अपनी जगह पा सकती है, जिसमें बाहरी उत्तेजनाओं के जवाब में 3डी मुद्रित वस्तुएं अपना आकार बदलती हैं। इसका उपयोग अधिक पारंपरिक 3डी मुद्रित वस्तुओं के लिए भी किया जा सकता है जिनमें विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न लोचदार, थर्मल, चुंबकीय या विद्युत गुण होते हैं।

इस शोध में भाग लेने वाले एसोसिएट प्रोफेसर रयान सोचोल ने कहा, "शोधकर्ताओं को 3डी प्रिंट फाइबर से भरे समग्र सामग्री के लिए एक सुलभ विधि प्रदान करके और जरूरत के अनुसार उनके फाइबर अभिविन्यास को नियंत्रित करके, जिससे उनके अंतिम प्रदर्शन को नियंत्रित किया जा सके, यह काम 3 डी प्रिंटिंग के नए अनुप्रयोगों का दरवाजा खोलता है जो इन अद्वितीय सामग्री गुणों और उनके द्वारा प्राप्त किए गए अनूठे कार्यों का उपयोग करते हैं ।

धक्का देकर आर्मस्ट्रांग के नेतृत्व में इस शोध पर एक पेपर हाल ही में जर्नल एडवांस्ड मैटेरियल्स टेक्नोलॉजी में प्रकाशित हुआ था ।