Razvoj materijala za 3D tiskanje mikroreaktora

Development of materials for 3D printing of microreactors

Tehnologija 3D tiska je relativno jeftin, automatiziran, i prilagodljiv način koji omogućuje laboratorijima i malim poduzećima pristup kemijsko-inženjerskim alatima, poput onih u velikim industrijskim okruženjima. 3D tiskanje se sastoji od izrade trodimenzionalnih fizičkih objekata iz digitalnih modela. 3D pisač koristi virtualni dizajn izrađen računalnim programom (CAD) i reproducira sloj-po-sloj do konačnog objekta. Značajna prednost ove tehnike je u tome što se konstrukcija objekta može jednostavno kontrolirati. Cilj projekta 3Dmicroreactors je istraživanje i razvoj polimernih kompozitnih materijala za upotrebu u 3D tiskanju mili- i mikroreaktora složene strukture. Članovi 3Dmicroreactors projektnog tima dolaze sa 4 različita zavoda kao stručnjaci u različitim područjima znanosti o materijalima i kemijskog inženjerstva, što jamči multidisciplinarnost i interdisciplinarnost projekta. U projektu 3Dmicroreactors ćemo pomoću polimernih kompozitnih materijala izraditi mikroreaktore s velikom preciznošću, uključujući složenu geometriju i zamršene unutarnje strukture, kao što su kanali s jasno definiranim dimenzijama . Nadalje, integracija senzora i katalizatora u građevnom materijalu, te razumijevanje odnosa svojstava materijala/katalizatora i kinetike procesa omogućit će projektiranje opreme, dopuštajući nam kombinaciju novih materijala i reakcijskih mehanizama u inovativnom dizajnu reaktora. Budući da proces proizvodnje potrebnih dijelova traje kratko, jedan od rezultata projekta bit će i jeftina procedura za izradu protočnih uređaja. Tehnologija 3D tiska omogućit će kemijskim inženjerima jednostavan dizajn i osmišljavanje vlastitih reaktorskih sustava pritiskom na nekoliko tipki, nasuprot dosadašnjoj proizvodnji specijaliziranih reaktora od stakla.

3D printing technology is a relatively cheap, automated, and customizable method that will make possible for synthetic laboratories and small companies to access chemical engineering tools typically used only in large-scale industrial settings. 3D printing consists of the fabrication of three-dimensional physical objects from a digital model. The 3D printer takes the virtual design from computer-aided design (CAD) software and reproduces it layer-by-layer until the physical definition of the layers gives the designed object. The significant advantage of this technique is that the architecture can be concisely controlled. Aim of the 3Dmicroreactors project is research and development of polymeric composite materials for use in 3D printing of intricate milli- and microreactors. The 3Dmicroreactors project team members come from 4 different departments and are specialists in different parts of materials and chemical engineering, guaranteeing multidisciplinarity and interdisciplinarity of the project. In the 3Dmicroreactors project we will, by using polymeric composite materials, build microreactors with high precision, including complex geometries and intricate internal structures - such as channels with well-defined size dimensions. Furthermore, integration of sensors and catalysts in the construction material, and understanding material properties and kinetics of the processes will enable the designing of the reactionware, allowing us to combine additional materials and kinetic knowledge with reactor designs. The additive manufacturing process of the devices takes a short time and will result in a cheap procedure for the fabrication of fluidic devices. 3D printing technology will enable chemical engineers to design and fabricate their own inexpensive reaction vessels with the push of a few buttons opposing to paying experts for production of intricate glassware and specialized reactors.

mikroreaktori, 3D tisak, kompoziti, katalitički materijali, polimerne mješavine