Ученые разработали технологию трехмерной печати пористых металлических конструкций, которые удерживаются на воде без защитных чехлов и покрытий. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Communications Materials.
Исследователи из Центра аддитивных технологий RMIT в Австралии совместно с французскими коллегами напечатали на 3D-принтере пористую титановую решетку. Авторы проекта заполнили внутренние каналы каркаса пеной из полиуретана. Этот легкий полимер создает необходимую подъемную силу и полностью предотвращает затопление полостей. В ходе экспериментов инженеры поместили опытный морской буй в резервуар с турбулентной соленой водой. Испытания подтвердили высокую стабильность конструкции даже при постоянном вращении макета на 45 градусов.
Для прогнозирования плавучести таких материалов авторы проекта ввели новую физическую концепцию под названием «скелетная плотность». Стандартные формулы учитывают весь объем пустот внутри решетки, хотя вода свободно проникает в открытые поры и тянет деталь на дно. Новая математическая модель берет в расчет только герметичные, изолированные пеной каналы и сами металлические стенки. Если этот скорректированный показатель оказывается ниже плотности окружающей жидкости, тяжелый металл гарантированно остается на плаву.
Разработчики называют созданную структуру гибко настраиваемой платформой. Замена полиуретана на другие внутренние компоненты позволит адаптировать титановый каркас под поглощение энергии ударов, управление тепловыми потоками или гашение вибраций. Сейчас научный коллектив масштабирует технологию для проведения долгосрочных тестов в реальных условиях глубоководного океана. В перспективе такие непотопляемые элементы заменят традиционную тяжелую инфраструктуру на морских добывающих платформах.
Обложка: поперечные срезы титановой решётчатой конструкции: слева — до заполнения, справа — после заполнения пенополиуретаном для плавучести. Источник: Sara Tan, RMIT
