Nell’uso della stampa 3D stereolitografica per la fabbricazione di dispositivi micro e millifluidici per studi di ingegneria universitari , l’Università del Tennessee dello studente di tesi di Chattanooga Cooper Thome esplora l’importanza degli studi STEM nell’istruzione superiore. Il suo lavoro mira a trovare modi per fornire agli studenti universitari in chimica, biologia e altre major una maggiore educazione nell’apprendimento STEM, insieme a dispositivi micro e millifluidici stampati in 3D per la sperimentazione e corsi.
Molti studenti non hanno accesso a tali dispositivi semplicemente per esigenze di budget e produzione. La stampa 3D, tuttavia, offre sia accessibilità che accessibilità con l’uso di una stampante Formlabs Form1 + SLA . Qui, inizialmente i ricercatori hanno preso in considerazione la creazione di microreattori da utilizzare nella produzione di biodiesel:
“Mentre lavoravamo per creare dispositivi per la produzione di biodiesel, abbiamo stabilito che la stampa 3D di dispositivi micro e millifluidici poteva avere una vasta gamma di applicazioni presso l’Università del Tennessee a Chattanooga (UTC)”, ha affermato Thome. “Invece di concentrarsi rigorosamente sulla produzione di biodiesel, il nostro obiettivo finale è stato spostato e ampliato per dimostrare la dimostrazione del concetto per l’uso della stampa 3D SLA per la produzione di dispositivi micro e millifluidici con varie potenziali applicazioni nell’istruzione e nella ricerca di UTC”.
L’educazione STEM, sebbene sia anche inestimabile per i giovani, è stata trovata per offrire un grande beneficio agli studenti universitari, con ricerche precedenti che mostrano tassi di laurea più alti e una migliore retribuzione in classe anche per gli studenti che hanno partecipato a esperienze di ricerca universitarie (URE). Gli studenti hanno anche mostrato un ulteriore successo nei punteggi degli esami nel lavoro correlato grazie all’apprendimento attivo e pratico.
I dispositivi stampati in 3D avevano lo scopo di mostrare tre diversi tipi di applicazioni agli studenti partecipanti interessati ai corsi associati all’ingegneria:
Flusso laminare e miscelazione fluida
Produzione di biodiesel
Generazione di gocce
I ricercatori hanno utilizzato il software AutoCAD per tutti i modelli, consentendo il controllo nella creazione di canali, porte e corpi dei dispositivi. Mentre le stampanti 3D di Formlabs di solito costano circa $ 3500 al dettaglio, un prezzo che può sembrare alto per il consumatore medio, Thome spiega che si tratta di una spesa moderata in un’atmosfera commerciale o di laboratorio, e in particolare per la produzione di dispositivi micro e millifluidici.
I ricercatori hanno sperimentato il flusso laminare e la miscelazione dei liquidi, insieme a un dispositivo simile per la produzione di biodiesel. Hanno anche utilizzato un generatore di gocce per sperimentare diverse dimensioni per la fabbricazione. Thome afferma che tutte le tecniche utilizzate erano adatte per l’uso negli studi universitari, sia in ingegneria che in ricerca.
“Complessivamente, questo studio ha dimostrato con successo la proof-of-concept per l’uso della stampa 3D SLA per la produzione di dispositivi micro e millifluidici destinati alla miscelazione di liquidi, alla produzione di biodiesel e agli studi sulla generazione di gocce a UTC e oltre”, ha concluso Thome.
“In termini di educazione, i video che descrivono il flusso laminare, la miscelazione diffusiva e la generazione di gocce possono essere creati per l’uso in corsi di ingegneria. Potrebbero essere sviluppati esperimenti pratici per integrare questo materiale didattico nei corsi di laboratorio associati. I possibili corsi mirati comprendono: laboratorio di meccanica dei fluidi e meccanica dei fluidi, principi dei processi chimici e laboratorio di operazioni unitarie e laboratorio di processi chimici e processi chimici. Gli attuali ricercatori dell’UTC in bioingegneria potrebbero anche cercare di incorporare questa tecnologia in progetti di ricerca universitari. Creando esperimenti pratici su questi dispositivi stampati in 3D, il successo, la fiducia e la fidelizzazione degli studenti UTC potrebbero essere positivamente influenzati “.
Lo SLA è uno dei più vecchi tipi di stampa 3D, ma ancora all’avanguardia per l’innovazione e la fabbricazione nel mondo dell’alta tecnologia, dall’uso di materiali compositi a fibra corta e materiali multipli alla creazione di componenti come i microreattori a flusso continuo
