Ученые НИТУ «МИСиС» вывели металлическую 3D-печать на новый уровень. Они представили представили универсальную технологию производства на одном 3D-принтере, причем детали можно сделать для различных сфер индустрии — как медицинские изделия, так и детали для авиакосмической промышленности. Новая технология снижает себестоимость 3D-изделий в среднем на 30%. До разработки технологии со сложными металлами не получалось работать даже на металлургических производствах.
В качестве основы ученые использовали 3D-принтер российской компании Addsol. Инженеры оптимизировали его конструкцию и доработали в лаборатории. Стоимость принтера составляет около 7 млн рублей — это, как минимум, в три раза дешевле зарубежных аналогов.
Как отмечают авторы проекта, мультиметаллическая печать уникальна — с ее помощью можно использовать весьма сложные в обработке, металлы и их сплавы. Для печати одной группы материалов модифицировали сам принтер, а для других — сами материалы (с помощью специальных добавок и катализаторов).
Например, магниевые сплавы в принципе невозможно обрабатывать без использования специальных солевых флюсов, поскольку они воспламеняются и горят. Технология включила модификацию принтера, подбор режимов и системы обдува, что позволило печатать медицинские изделия из магния — различные биорезорбируемые зажимы-фиксаторы костных тканей, челюстно-лицевые имплантаты — минимизируя неизбежную газификацию магния ввиду низкой температуры кипения (1 090 ℃).
Еще одним примером 3D-обработки металлических мультиматериалов является нитинол или никелид титана. Он также широко используется для создания медицинских изделий ввиду наличия уникальных функциональных свойств, таких как сверхупругость или память формы. Печать изделий, которые при внешнем воздействии в виде изменения температуры или приложения нагрузки способны, например, совершать механическую работу (восстанавливать форму), относят к 4D-печати, так как с помощью варьирования условий синтеза материала возможно управлять его свойствами.
Одно из интересных и перспективных применений технологии, по мнению самих разработчиков, — печать постоянных магнитов из порошка ниодим-железо-бор. Они применяются для создания генераторов, электродвигателей в автомобильной и авиапромышленности. Производство таких магнитов по традиционным технологиям — это многоступенчатый, дорогостоящий процесс, а 3D-печать сократила количество стадий синтеза и, в конечном итоге, уменьшила стоимость самой детали. Также аддитивное производство позволяет синтезировать магниты любой сложной формы.
Обзор методологий 3D-печати опубликован в научных журналах Journal of Alloys and Compounds, Composite Communications, Materials и других публикациях коллектива.
Читать далее
Полный мутаций омикрон: почему все так боятся нового штамма COVID-19 и чем он опасен
Антарктические рыбы начинают вести себя «пугающе» из-за потепления воды
Первые в мире живые роботы могут размножаться. Ученые никогда такого не видели