다중

다중 재료 프린터는 레이저의 다양한 파장을 활용하여 일반적인 탄소 기반 재료(폴리이미드 및 산화 그래핀)를 새로운 유형의 다공성 그래핀으로 변환할 수 있는 열 및 화학 반응을 생성합니다. 이 새로운 그래핀으로 인쇄된 결과 구조는 가볍고 전도성일 뿐만 아니라 플라스틱, 유리, 금 및 직물과 같은 유연한 기판에 인쇄하거나 코팅하여 유연한 장치를 만들 수도 있습니다.

전자 장치 및 부품은 전통적으로 금속, 실리콘, 세라믹과 같은 견고한 재료로 구성되어 왔지만, 구부리고, 비틀고, 다양한 표면에 쉽게 맞출 수 있는 유연한 웨어러블 전자 장치를 만드는 데 대한 관심이 높아지고 있습니다.

이 프로젝트의 공동 리더인 NTU 기계항공우주공학부(MAE)와 NTU에 위치한 3D 프린팅 국가 우수 센터인 SC3DP의 부교수 Murukeshan Vadakke Matham은 다음과 같이 말했습니다. “우리 프로젝트는 3D로의 길을 찾는 것을 목표로 합니다. 유기 폴리머와 그래핀과 같은 탄소 기반 재료와 같은 새로운 재료를 인쇄하면 플라스틱이나 직물과 같은 유연한 기판에 인쇄하거나 코팅하여 유연하고 신축성이 있는 회로를 만들 수 있습니다."

싱가포르 국립 적층제조혁신클러스터(NAMIC)의 수석 조사관이기도 한 Murukeshan 부교수는 “3D 프린팅된 유연한 전자 장치는 더 가볍고 작아질 수 있기 때문에 더욱 편안하고 이동성이 뛰어난 웨어러블 장치를 위한 길을 열어줍니다. 이제 우리는 기존의 견고한 전자 장치로는 불가능했던 독특한 구조를 만들 수 있습니다."

스마트 정맥 주사액 백을 위한 3D 프린팅 센서새로 제작된 3D 프린터는 이미 미국의 다국적 제조업체인 JABIL-MTI 페낭을 비롯한 다양한 기업의 관심을 끌었습니다.

JABIL-MTI 페낭은 3D 프린팅된 그래핀 기반 전자 장치를 스마트 주입 시스템에 통합하는 것을 목표로 합니다. 인공지능으로 구동되는 인쇄 센서가 내장된 저가형 정맥주사(IV) 수액백 프로토타입을 통해 개념 증명이 입증되었습니다. 이 장치는 IV 드립 상태를 모니터링하고 압력 흐름 및 온도와 같은 매개변수를 조절하며 해당 정보를 실시간으로 스마트폰으로 전송합니다. 이를 통해 의료진은 비정상을 효율적으로 원격으로 모니터링, 제어 및 감지할 수 있습니다.

연구팀은 또한 NAMIC의 자금 지원을 받아 압력 센서 및 히터와 같은 고성능 전자 장치 제조에 3D 프린팅 부품을 통합할 수 있는 가능성을 테스트했습니다.

Jabil-MTI 페낭 프로젝트 관리자인 Lim Lai Ming은 이렇게 말했습니다. “우리는 NTU와 Panasonic 팀의 창의적 사고와 혁신적인 접근 방식을 높이 평가하며 향후 협력 가능성에 대해 기대하고 있습니다. 우리는 함께 협력하고 두 팀의 뛰어난 혁신 전문 지식을 활용할 수 있는 더 많은 기회를 모색하기를 간절히 기대하고 있습니다.”

프로젝트의 공동 리더이자 파나소닉의 총책임자인 Low Mun Ji 박사는 “우리의 기술을 통해 다양한 응용 분야에 사용할 수 있는 다공성 및 전도성이 높은 그래핀 기반 소재를 만들 수 있습니다. 전통적인 그래핀 제조 방법에 비해 우리의 방법은 더 빠르고 저렴하며 다양한 재료와 호환성이 높습니다.”

NTU-Panasonic 팀은 새로 개발된 3D 프린터가 시장의 다른 유사한 제품과 비교할 수 없는 수준의 유연성과 기능을 제공한다고 믿습니다. 프로젝트 멤버들은 이 혁신이 3D 프린팅 분야에 혁명을 일으키고 신제품 디자인과 혁신을 위한 새로운 가능성을 열어줄 잠재력을 갖고 있다고 말했습니다.

새로운 복합 재료 프린터를 개발하기 위한 NTU와 Panasonic 간의 프로젝트는 IPP(산업 대학원 프로그램)에 따라 싱가포르 경제 개발 위원회(EDB)의 지원을 받아 2016년에 시작되었습니다. 수년에 걸쳐 프로젝트 팀은 2개의 특허를 출원하고 11개의 국제 회의에서 발표했으며 11개의 논문을 출판했습니다. 또한 NTU에서 박사 학위를 취득한 세 명의 Panasonic 과학자 및 엔지니어를 지원했습니다.