نجح باحثون في تطوير نوع مبتكر من البوليمر فائق المتانة، يعتمد في تكوينه على مادة البولي إيثر إيثر كيتون (PEEK)، مصمم خصيصاً ليتجاوز عقبات الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما يمهد الطريق لاستخدامات غير مسبوقة في صناعات الطيران، الفضاء، والقطاع الطبي.

تحدي الطباعة ثلاثية الأبعاد

تعد مادة (PEEK) تقليدياً من أكثر اللدائن الحرارية موثوقية في ظروف الحرارة العالية، وتستخدم حالياً في تصنيع الأدوات الطبية، غرسات الجمجمة والأسنان، ومكونات الأقمار الصناعية. ومع ذلك، واجه المهندسون تحديات تقنية كبيرة عند محاولة طباعة هذه المادة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث أوضح أزامات جانزيتوف، مدير مركز المواد المتقدمة بالجامعة، أن معظم أنواع (PEEK) الحالية طُورت لعمليات القولبة بالحقن والبثق، ولا تناسب الطباعة طبقة تلو الأخرى.

حل تقني مبتكر

لحل مشكلة التصلب والتبلور السريع التي تؤدي إلى انكماش المادة وتشوهها وضعف الترابط بين الطبقات، قام العلماء بتعديل التركيب الجزيئي للبوليمر. تمثلت التقنية في إضافة مركب كيميائي جديد يعمل على تعطيل البنية المنتظمة للجزيئات، مما يمنع اصطفافها السريع ويؤخر عملية التبلور.

ويشرح جانزيتوف هذه العملية بتبسيط علمي: إضافة عناصر بأشكال وأحجام مختلفة إلى سلسلة البوليمر تعيق الترتيب المنظم للجزيئات، مما يبقي المادة مرنة لفترة أطول بعد الطباعة، ويضمن ترابطاً أقوى بين الطبقات، مع تقليل حدة الانكماش أثناء التبريد.

آفاق مستقبلية

أكدت التجارب المخبرية نجاح هذا النهج، حيث أظهرت العينات قدرة فائقة على الحفاظ على شكلها الهندسي بدقة عالية. ومع استمرار العمل لتطوير هذا النموذج المخبري، يطمح العلماء إلى توسيع نطاق التقنية لتشمل إنتاج مكونات معقدة وحساسة لقطاعات الطيران والفضاء، حيث يُعد الحد الأدنى من التشوه معياراً حاسماً لنجاح المهام.