Ученые из Гарварда и MIT исследуют 3D-печать керамической пеной

Природа создает необыкновенные вещи из довольно ограниченного набора материалов. Трава, например, способна не только поддерживать собственный вес, но и выдерживать сильный ветер и даже восстанавливать форму после деформации. Такая механическая стойкость обусловлена комбинацией полой трубчатой макроструктуры и пористого, сотового строения на клеточном уровне. Команда ученых из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института решила перенять опыт природы для разработки технологии 3D-печати керамических изделий с регулируемой макро- и микроструктурой. Как отмечают участники проекта, эта достаточно простая технология может найти применение в производстве сверхлегких, высокопрочных структурных материалов, термоизоляции, биомедицинских клеточных матриксов и пр. Секрет методики заключается в использовании керамической пены. Материал состоит из смеси оксида алюминия и воды, а в результате взбивания насыщается воздухом, образуя густую пену. «Чернила из пены интересны тем, что позволяют осуществлять цифровое построение больших сотовых структур из материала с сотовой же микроструктурой. После высыхания чернил остается разномасштабная пористая структура из воздуха, окруженного керамическим материалом. Интеграция пористости позволяет наделять структуру необычными свойствами», – рассказывает один из авторов проекта, аспирант Джозеф Мут. Исследователи провели ряд опытов по поиску оптимальной плотности пены, после чего напечатали образцы легких гексагональных и треугольных сотовых структур с настраиваемой геометрией, плотностью и жесткостью. «Теперь мы можем печатать в один прием многофункциональные материалы с регулируемыми механическими и температурными характеристиками», – поясняет Джозеф.Хотя исследовательская команда выбрала для своих опытов только один материал, методика может быть применена для работы с различными вариантами, включая другие виды керамики, металлы и полимеры. По результатам исследований была оформлена заявка на патент, а команда тем временем обдумывает варианты коммерческого применения новой методики 3D-печати. Полный доклад опубликован по этой ссылке.

Процесс приготовления пены:Процесс 3D-печати керамической пеной:А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.