Na Carnegie Mellon University vědci uspěli ve 3D tisku mikrostruktur ledu. Plánují je použít jako jednorázové formy umožňující vytvářet vnitřní kanály nebo vedení s vysokou jemností a přesností. S procesem ledového 3D tisku hodlají vyvinout aplikace pro biomedicínské inženýrství, pokročilou výrobu a umění. Technologie 3D tisku pracují obvykle s termoplasty, kovy a jinými pevnými látkami, případně s laserem vytvrzovanými polymery. Výzkumníci z Carnegie Mellon University se sídlem v Pensylvánii se však rozhodli použít vodu — pro její biokompatibilitu a schopnost rychle a snadno se přeměnit na led. Samozřejmě nevýhodou používání ledu bylo, že tým musel čelit mnoha výzvám při definování parametrů 3D tisku. Zatímco většina technologií pracuje spíše na bázi tepla, v tomto případě je zapotřebí chladu. Akash Garg, doktorand v oboru strojírenství, a Saigopalakrishna Yerneni, postdoktorský spolupracovník v chemickém inženýrství, nanášeli kapičky vody na stavební platformu chlazenou na hodnotu −35 °C. To umožnilo extrémně rychle měnit vodu na led. Trvalo však několik iterací, než našli správnou trajektorii tisku, rychlost pohybu trysky a frekvenci nanášení kapek, aby mohli vytvořit hladké struktury s dobře definovanými geometriemi. To vše při poskytování reprodukovatelného vzoru. Díky rychlé fázové změně vody a odolnosti ledu vědci dokázali vyrobit nejrůznější tvary bez nutnosti podpěr. Po několika testech byl tým schopen vytvořit i několik tvarů v mikroskopickém měřítku, včetně stromu, vrtule a chobotnice. Akash Grag vysvětluje, že zdánlivou nevýhodu tisku z vody, tedy to, že produkt takové technologie bezezbytku roztaje při teplotě nad 0 °C, přeměnili na výhodu: „Pomocí našeho 3D procesu můžeme vyrobit ledové šablony v mikroměřítku s hladkými stěnami a rozvětvenými strukturami s hladkými přechody. Ty lze následně použít k výrobě mikrodílů s dobře definovanými vnitřními dutinami.“ Ledové struktury proto navrhovali tak, aby sloužily jako jednorázové formy pro navrhování složitějších finálních dílů. Vědci to nazývají tisk „naruby“ nebo obrácené tvarování. Jakmile jsou struktury dokončeny, mohou se ponořit do kapaliny nebo gelu z chlazeného konstrukčního materiálu, jako je pryskyřice. Po vytvrzení lze vodu z dílu snadno odstranit buď rozpuštěním ledu, nebo jeho přeměnou na vodní páru. Tato druhá metoda nabízí snadné odstranění po formování, výsledkem čehož jsou hladké a přesné vnitřní kanály. /mp/
