Anisoprint Composer: 3D-печать высокой прочности

С помощью 3D-принтера создан материал, который легче воды и обладает прочностью стали

от 05.02.2014 г.

В Технологическом институте Карлсруэ создали новый композитный материал, плотность которого меньше плотности воды, а прочность на сжатие достигает 274 мегапаскалей, что сравнимо с магниевыми и алюминиевыми сплавами и некоторыми сортами стали. Прочность нового материала превышает прочность любых искусственных и естественных материалов, которые легче воды.

Материал имеет ячеистую структуру. Его основу составляет напечатанная на 3D-принтере микроскопическая решётка. Печать в микромасштабах осуществляется по технологии двухфотонной литографии. Принтер фокусирует лазерный луч в толще полимерной смолы, которая мгновенно застывает в точке фокуса. Разрешение таких микропринтеров может достигать 100 нанометров. Распечатанная полимерная решётка сама по себе не очень прочна. Весь секрет нового материала в том, что после печати решётку покрывают тонким слоем оксида алюминия (корунда) — одного из самых прочных материалов, лишь немного уступающего алмазу. Хотя плотность корунда в четыре раза выше плотности воды, он занимает от 1% до 10% объёма получившейся структуры (в зависимости от толщины слоя).

Учёные провели эксперименты с разными видами полимерных решёток и разной толщиной слоя оксида алюминия. Наибольшую прочность продемонстрировала структура в виде шестиугольных сот. При толщине корундового покрытия 50 нанометров прочность на сжатие составила 273,6 мегапаскалей (= 2790 тон/м², прим.ред.) при плотности 863 мг/см³ (= 863 кг/м³, прим.ред.). Наглядно сопоставить прочность и плотность нового материала по сравнению с другими можно на этой диаграмме:

https://3dtoday.ru/blogs/top3dshop/anisoprint-composter-3d-printing-high-strength/

Anisoprint Composer: 3D-печать высокой прочности

…Из композитов очень эффективно делать так называемые сетчатые конструкции, такие как “Шуховская башня”. Вот здесь, наверху, изображен адаптер полезной нагрузки ракеты-носителя “Протон-М”, который сделан из углепластика, но не из “черного алюминия”, а в виде сетчатой конструкцию с ребрами определенного направления и определенной плотности. Деталь весит около 50 килограмм и выдерживает нагрузку 200 тонн.