Yazdır Buz Noel Ağaçları | merhaba çevrimiçi

Amsterdam Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nden Menno Demmenie, Stefan Kooij ve Daniel Bonn liderliğindeki bir araştırma ekibi, mevsime uygun 3D baskı olanaklarının çarpıcı bir örneğini sundu: Tamamen buzdan basılmış bir Noel ağacı. Araştırmacılar geleneksel soğutma teknolojisinden vazgeçip bunun yerine yalnızca su ve vakum pompası kullandılar.

Aşırı soğutulmuş sıvı

Basıncı önemli ölçüde azaltılmış bir vakum odasında su, oda sıcaklığında bile buharlaşır. Kaçan her molekül sudan enerjiyi alıp suyu daha da soğutur. Su başlangıçta sıvı haldeyken sıcaklık donma noktasının altına düşer. Bilim insanları bu durumu “aşırı soğumuş sıvı” olarak adlandırıyor. Bu sıvı, örneğin buzlu bir yüzeyle temas yoluyla kristalleşme şansı bulduğu anda hemen donar. Bu etki, örneğin aşırı soğumuş yağmurun katı nesnelerle temas ettiğinde hemen donarak buza dönüştüğü “yıldırım buzu” olarak adlandırılan olayda da gözlemlenebilir.

Araştırma ekibi bu etkiyi, özel bir nozül kullanarak vakumda halihazırda donmuş bir yüzeye yaklaşık 16 mikrometrelik çok ince bir jet uygulamak için kullanıyor. IOP araştırmacıları Menno Demmenie, Stefan Kooij ve Daniel Bonn, ROOK MK1 3D yazıcıyı aldılar ve cihazı şeffaf akrilik bir vakum odasına yerleştirdiler.

Estetik ve eğitim değeri

Termoplastik ekstrüderi, su jetini dışarı atmak için yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) pompasıyla çalışan özel bir kalıp tutucuyla değiştirdiler. Bu daha sonra bireysel damlacıklara ayrılıyor ve bunlar daha sonra alt tabaka üzerinde aşırı soğutulmuş bir sıvı olarak donuyor. Ekip bu şekilde katman katman üç boyutlu bir buz yapısı oluşturdu. 26 dakikada saf buzdan 8 santimetre uzunluğunda bir Noel ağacı yaratıldı.

Araştırma ekibinden Daniel Bonn, estetik değerin yanı sıra deneyde eğitici bir değer de görüyor: Faz geçişleri, ısı transferi ve ortam basıncının etkisi, şeffaf haznede gerçek zamanlı olarak doğrudan gözlemlenebiliyor. Süreç aynı zamanda koniler, sütunlar ve hatta desteklenmeyen eğimli yapılar gibi diğer şekiller için de işe yarar. Araştırma ekibinin proje dokümanı, süreçle ilgili daha fazla bilgi ve videoyla birlikte Amsterdam Üniversitesi'nin web sitesinde yayınlanıyor.

(çıkış)